JPS5841351B2 - カツセイカハンノウジヨウチヤクソウチ - Google Patents
カツセイカハンノウジヨウチヤクソウチInfo
- Publication number
- JPS5841351B2 JPS5841351B2 JP50099793A JP9979375A JPS5841351B2 JP S5841351 B2 JPS5841351 B2 JP S5841351B2 JP 50099793 A JP50099793 A JP 50099793A JP 9979375 A JP9979375 A JP 9979375A JP S5841351 B2 JPS5841351 B2 JP S5841351B2
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- JP
- Japan
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- substrate
- gas
- metal
- electron gun
- torr
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は主としてサブストレート上に金属炭化物或は窒
化物、特にＣｒ、ＡＩ、Ｓｉ、Ｔｉ、■、Ｆｅ。
化物、特にＣｒ、ＡＩ、Ｓｉ、Ｔｉ、■、Ｆｅ。
Ｃｏ、Ｎｉ炭化物或はＣｒ窒化物の被膜を形成させるに
適合する活性化反応蒸着方法に関する。
適合する活性化反応蒸着方法に関する。
従来この種方法としては例えばパンシャ（Ｂｕｎ−ｓｈ
ａｈ ）法によるものが知られるが、この場合電子銃は
高電圧少電流で作動する高圧式電子銃から成るもので、
電子ビーム電流が比較的少量であるため、サブストレー
ト上に所定膜厚例えば１μ屏の被膜を得るためには、電
子ビーム電流に対応するように金属の蒸発量を遅くし、
かつサブストレートの表面の分子を活性化するようにそ
の温度を高くするか或はサブストレートと蒸発源との中
間の空間内に別個に補助電極たるプローブを設置して金
属蒸気粒子のイオン化及び炭化水素ガスその他の反応ガ
スの電離を有効に行なわせるかしなければならず、両者
の場合ともサブストレート上に形成される被膜は７００
ｋｇ／ｍ”以下の比較的低硬度のものであり、耐摩耗性
、耐食性に劣るという大きな欠点を有し、さらに前者の
場合は所定膜厚の被膜を得るに６０分の長時間を要し、
作業能率が悪いという欠点もあり、また後者の場合は構
成が複雑となると共に作動が比較的非能率であるという
欠点も有する。
ａｈ ）法によるものが知られるが、この場合電子銃は
高電圧少電流で作動する高圧式電子銃から成るもので、
電子ビーム電流が比較的少量であるため、サブストレー
ト上に所定膜厚例えば１μ屏の被膜を得るためには、電
子ビーム電流に対応するように金属の蒸発量を遅くし、
かつサブストレートの表面の分子を活性化するようにそ
の温度を高くするか或はサブストレートと蒸発源との中
間の空間内に別個に補助電極たるプローブを設置して金
属蒸気粒子のイオン化及び炭化水素ガスその他の反応ガ
スの電離を有効に行なわせるかしなければならず、両者
の場合ともサブストレート上に形成される被膜は７００
ｋｇ／ｍ”以下の比較的低硬度のものであり、耐摩耗性
、耐食性に劣るという大きな欠点を有し、さらに前者の
場合は所定膜厚の被膜を得るに６０分の長時間を要し、
作業能率が悪いという欠点もあり、また後者の場合は構
成が複雑となると共に作動が比較的非能率であるという
欠点も有する。
本発明はかかる不都合を無くした方法を得ることをその
目的としたもので、内部を炭化水素ガス或は窒素ガスそ
の他の反応ガスの比較的高真空の雰囲気に保有される処
理室内にるつぼ内の金属から成る蒸発源と、これに対応
するサブストレートとを作動電源の正側と負側とに接続
させて設け、該蒸発源を電子銃の電子ビームで照射させ
ることにより該金属の蒸発と、該蒸発により生ずる金属
蒸気粒子のイオン化とを行なわせると共に前記した反応
ガスの電離を行なわせて該蒸気粒子を該電離される反応
ガスの炭素成分或は窒素成分と化学反応させつつサブス
トレート上に吸引被着させるようにした式のものにおい
て、前記電子銃として中空熱陰極型の電子銃を使用し、
更に該サブストレートの温度を２０℃〜３１５°Ｃとす
ると共に、前記反応ガスの圧力を３ Ｘ １０＝ Ｔｏ
ｒｒ〜５Ｘ１０−５Ｔｏｒｒとしたことを特徴とする。
目的としたもので、内部を炭化水素ガス或は窒素ガスそ
の他の反応ガスの比較的高真空の雰囲気に保有される処
理室内にるつぼ内の金属から成る蒸発源と、これに対応
するサブストレートとを作動電源の正側と負側とに接続
させて設け、該蒸発源を電子銃の電子ビームで照射させ
ることにより該金属の蒸発と、該蒸発により生ずる金属
蒸気粒子のイオン化とを行なわせると共に前記した反応
ガスの電離を行なわせて該蒸気粒子を該電離される反応
ガスの炭素成分或は窒素成分と化学反応させつつサブス
トレート上に吸引被着させるようにした式のものにおい
て、前記電子銃として中空熱陰極型の電子銃を使用し、
更に該サブストレートの温度を２０℃〜３１５°Ｃとす
ると共に、前記反応ガスの圧力を３ Ｘ １０＝ Ｔｏ
ｒｒ〜５Ｘ１０−５Ｔｏｒｒとしたことを特徴とする。
本発明方法の実施例を別紙図面に付説明する。
図面で１は処理室を示し、該処理室１内を排気口２を介
して外部の真空ポンプ３に連通ずると共に給気口４を介
して外部のアセチレンガス（Ｃ２Ｈ２）その他の炭化水
素ガスのボンベから成るガス源５に連通して該室１内を
該ガスの比較的高真空、例えばＩ Ｘ １０−３Ｔｏｒ
ｒ 〜５ Ｘ １０−５Ｔｏｒｒ程度の高真空の雰囲気
に保有させるようにした。
して外部の真空ポンプ３に連通ずると共に給気口４を介
して外部のアセチレンガス（Ｃ２Ｈ２）その他の炭化水
素ガスのボンベから成るガス源５に連通して該室１内を
該ガスの比較的高真空、例えばＩ Ｘ １０−３Ｔｏｒ
ｒ 〜５ Ｘ １０−５Ｔｏｒｒ程度の高真空の雰囲気
に保有させるようにした。
図面で６は該室１内の下側に配置された蒸発源、７は該
室１内の上側のサブストレート、８は該サブストレート
７に所定の負電圧例えば−５０Ｖを印加すべき外部の直
流電源を示し、該蒸発源６はるつぼ６ａ内の金属６ｂ例
えば金属Ｃｒをこれに対向する電子銃６ｃの電子ビーム
で照射すべく構成する。
室１内の上側のサブストレート、８は該サブストレート
７に所定の負電圧例えば−５０Ｖを印加すべき外部の直
流電源を示し、該蒸発源６はるつぼ６ａ内の金属６ｂ例
えば金属Ｃｒをこれに対向する電子銃６ｃの電子ビーム
で照射すべく構成する。
図面で６ｄは該電子銃６ｃの作動電源を示す。
以上は従来提案されたパンシャ法の場合における前記し
たプローブを省略したものに略相当するが、本発明によ
れば該電子銃６ｃを低電圧大電流で作動すべき中空熱陰
極型に構成させ、かくて従来の高電圧型のものに比し著
しく多量の電子ビームがその前面に得られるようにした
。
たプローブを省略したものに略相当するが、本発明によ
れば該電子銃６ｃを低電圧大電流で作動すべき中空熱陰
極型に構成させ、かくて従来の高電圧型のものに比し著
しく多量の電子ビームがその前面に得られるようにした
。
更に図面はサブストレート７の温度を特に２０°Ｃ〜３
１５℃に調節可能にするため、該サブストレート７の裏
面のホルダ７ａの一端に電熱型のヒータ１０と他端に冷
媒型のクーラ１１とを配置した。
１５℃に調節可能にするため、該サブストレート７の裏
面のホルダ７ａの一端に電熱型のヒータ１０と他端に冷
媒型のクーラ１１とを配置した。
その作動を説明するに、処理室１内を真空ポンプ３によ
る排気と、ガス源５からの給気とで、炭化水素ガスたる
例えばアセチレンガス０２Ｈ２の比較的高真空、例えば
１×１Ｏ−３Ｔｏｒｒ〜５×１Ｏ−５Ｔｏｒｒの雰囲気
に保有させると共に、サブストレート７に所定の電位例
えばＯＶ、−５０Ｖを与え更に電子銃６ｃを作動させる
もので、かくするときは該電子銃６ｃは中空熱陰極型を
なすのでその前面に著しく多量の出力電子ビームを生じ
、該ビームは金属６ｂ即ち金属Ｃｒを照射してこれを加
熱蒸発させるばかりでなく、生ずる該金属の蒸気粒子を
衝突してこれをイオン化し、更にその外周空間のアセチ
レンガスに衝突してこれを電離し、かくてイオン化され
たＣｒ金属の蒸気粒子は電離した該ガスの炭素成分と化
学反応してＣｒｙＣｘ となって電界作用によりサブス
トレート７上に吸引されそれに該金属炭化物節ちＣｒ３
Ｃ２の化学量論的に安定した被膜を作る。
る排気と、ガス源５からの給気とで、炭化水素ガスたる
例えばアセチレンガス０２Ｈ２の比較的高真空、例えば
１×１Ｏ−３Ｔｏｒｒ〜５×１Ｏ−５Ｔｏｒｒの雰囲気
に保有させると共に、サブストレート７に所定の電位例
えばＯＶ、−５０Ｖを与え更に電子銃６ｃを作動させる
もので、かくするときは該電子銃６ｃは中空熱陰極型を
なすのでその前面に著しく多量の出力電子ビームを生じ
、該ビームは金属６ｂ即ち金属Ｃｒを照射してこれを加
熱蒸発させるばかりでなく、生ずる該金属の蒸気粒子を
衝突してこれをイオン化し、更にその外周空間のアセチ
レンガスに衝突してこれを電離し、かくてイオン化され
たＣｒ金属の蒸気粒子は電離した該ガスの炭素成分と化
学反応してＣｒｙＣｘ となって電界作用によりサブス
トレート７上に吸引されそれに該金属炭化物節ちＣｒ３
Ｃ２の化学量論的に安定した被膜を作る。
かくして得られる該被膜は表面硬度が著しく高く、しか
も被膜形成速度が早く、耐食性に富むもので、その硬度
は処理室１内のＣ２Ｈ２の圧力、即ち真空度とサブスト
レート７の温度とで多少とも変化する。
も被膜形成速度が早く、耐食性に富むもので、その硬度
は処理室１内のＣ２Ｈ２の圧力、即ち真空度とサブスト
レート７の温度とで多少とも変化する。
第２図はその測定結果を示すもので、図中Ａ、Ｂ、Ｃは
サブストレート７の温度が２０°Ｇ、１６０’Ｃ，３１
５°Ｃの場合であり、これらの場合にはサブストレート
７の電位は直流電源８の両端子がスイッチ１２により短
絡状態とされてＯｖに保たれる。
サブストレート７の温度が２０°Ｇ、１６０’Ｃ，３１
５°Ｃの場合であり、これらの場合にはサブストレート
７の電位は直流電源８の両端子がスイッチ１２により短
絡状態とされてＯｖに保たれる。
この結果から１３００ｋｇ／７以上の高硬度の被膜をサ
ブストレート７の温度の広範囲に亘って得るためには、
処理宿１内の真空度を３ Ｘ １０ ’Ｔｏｒｒ〜５×
１０”−’ Ｔｏｒｒ程度にすることが好ましいものと
判断される。
ブストレート７の温度の広範囲に亘って得るためには、
処理宿１内の真空度を３ Ｘ １０ ’Ｔｏｒｒ〜５×
１０”−’ Ｔｏｒｒ程度にすることが好ましいものと
判断される。
尚、上記場合電子銃６Ｃは４５■。７０Ａで作動するも
のとし、その中空熱陰極内のキャリアガスたるアルゴン
ガスの圧力は７．５×１０−’）−ルとし、硬度は５０
ｇｒ負負荷ビッカース硬度で示すものとする。
のとし、その中空熱陰極内のキャリアガスたるアルゴン
ガスの圧力は７．５×１０−’）−ルとし、硬度は５０
ｇｒ負負荷ビッカース硬度で示すものとする。
更にサブストレート７の表面にＣｒＮ或はＣｒ２Ｎの被
膜を作るには反応ガスとして前記実施例におけるアセチ
レンガスに代え窒素ガスを使用すればよい。
膜を作るには反応ガスとして前記実施例におけるアセチ
レンガスに代え窒素ガスを使用すればよい。
即ちガス源５を例えば窒素ガスのボンベで構成するもの
で、かくて室１内で該ガスは電子ビームにより衝撃され
て電離し、Ｃｒ蒸気と反応する。
で、かくて室１内で該ガスは電子ビームにより衝撃され
て電離し、Ｃｒ蒸気と反応する。
上記説明はサブストレート７の電位をＯＶに設定した場
合であり、−５０Ｖに設定すれば更にサブストレート７
上の被膜の硬度を１３００ｋｇ／ｃＩＩＬ以上にするサ
ブストレート７の温度範囲が広くなることを発明者等は
実験により確認している。
合であり、−５０Ｖに設定すれば更にサブストレート７
上の被膜の硬度を１３００ｋｇ／ｃＩＩＬ以上にするサ
ブストレート７の温度範囲が広くなることを発明者等は
実験により確認している。
尚、これらの測定結果及びその他被膜の緒特性を考慮し
て、被膜形成の際のサブストレート７の温度及び処理室
１内の真空度を一義的に決定することができる。
て、被膜形成の際のサブストレート７の温度及び処理室
１内の真空度を一義的に決定することができる。
このように本発明によるときは、サブストレートの最適
な温度下で、しかも処理室内の最適な真空圧下で、電子
銃として低電圧大電流作動の中空熱陰極型を使用したの
で、該電子銃の電子ビームが多量に得られ、そのままで
金属蒸気の発生と共に該蒸気性に炭化水素ガスの活性化
が有効に、かつ迅速に行なわれ、前記した従来例におけ
る被膜の形成速度の遅れを無くし、さらにプローブの設
置を必須とするものにおける不都合をも無くすことがで
き、サブストレートの広範囲の温度下において、１３０
０ｋｇ／−以上の高硬度の化学量論的に安定した被膜が
高能率で得られる効果を有する。
な温度下で、しかも処理室内の最適な真空圧下で、電子
銃として低電圧大電流作動の中空熱陰極型を使用したの
で、該電子銃の電子ビームが多量に得られ、そのままで
金属蒸気の発生と共に該蒸気性に炭化水素ガスの活性化
が有効に、かつ迅速に行なわれ、前記した従来例におけ
る被膜の形成速度の遅れを無くし、さらにプローブの設
置を必須とするものにおける不都合をも無くすことがで
き、サブストレートの広範囲の温度下において、１３０
０ｋｇ／−以上の高硬度の化学量論的に安定した被膜が
高能率で得られる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法の一例の載断面図、第２図は測定結
果の一例の線図である。 １・・・・・・処理室、３・・・・・・真空ポンプ、５
・・・・・・反応ガス源、６・・・・・・蒸発源、７・
・・・・・サブストレート、８・・・・・・直流電源、
６ｂ・・・・・・金属、６ｃ・・・・・・中空熱陰極型
電子銃。
果の一例の線図である。 １・・・・・・処理室、３・・・・・・真空ポンプ、５
・・・・・・反応ガス源、６・・・・・・蒸発源、７・
・・・・・サブストレート、８・・・・・・直流電源、
６ｂ・・・・・・金属、６ｃ・・・・・・中空熱陰極型
電子銃。
Claims (1)
- １ 内部を炭化水素ガス或は窒素ガスその他の比較的高
真空の雰囲気に保有される処理室内に、るつぼ内の金属
から成る蒸発源と、これに対向するサブストレートとを
作動電源の正側と負側とに接続させて設け、該蒸発源を
電子銃の電子ビームで照射させることにより該金属の蒸
発と該蒸発により生ずる金属蒸気粒子のイオン化とを行
なわせると共に前記した反応ガスの電離を行なわせて該
蒸気粒子を該電離される反応ガスの炭素成分或は窒素成
分と化学反応させつつサブストレート上に吸引被着させ
るようにした式のものにおいて、前記電子銃として中空
熱陰極型の電子銃を使用し、更に該サブストレートの温
度を２０°Ｃ〜３１５℃とすると共に、前記反応ガスの
圧力を３ Ｘ １０＝Ｔｏｒｒ 〜５ Ｘ １０ ’
Ｔｏｒｒとしたことを特徴とする活性化反応蒸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50099793A JPS5841351B2 (ja) | 1975-08-19 | 1975-08-19 | カツセイカハンノウジヨウチヤクソウチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50099793A JPS5841351B2 (ja) | 1975-08-19 | 1975-08-19 | カツセイカハンノウジヨウチヤクソウチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5223579A JPS5223579A (en) | 1977-02-22 |
| JPS5841351B2 true JPS5841351B2 (ja) | 1983-09-12 |
Family
ID=14256787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50099793A Expired JPS5841351B2 (ja) | 1975-08-19 | 1975-08-19 | カツセイカハンノウジヨウチヤクソウチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5841351B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6044391B2 (ja) * | 1977-03-29 | 1985-10-03 | 日本真空技術株式会社 | 活性化反応蒸着方法 |
| JPS56100669A (en) * | 1980-01-14 | 1981-08-12 | Koyo Jidoki | Adhesive supplying device |
| JPS5842771A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | イオンプレ−テイング装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5113471B2 (ja) * | 1971-11-30 | 1976-04-28 | ||
| US3791852A (en) * | 1972-06-16 | 1974-02-12 | Univ California | High rate deposition of carbides by activated reactive evaporation |
-
1975
- 1975-08-19 JP JP50099793A patent/JPS5841351B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5223579A (en) | 1977-02-22 |
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