JPS62199763A - ＴｉＮ膜の形成法 - Google Patents
ＴｉＮ膜の形成法Info
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- JPS62199763A JPS62199763A JP3964086A JP3964086A JPS62199763A JP S62199763 A JPS62199763 A JP S62199763A JP 3964086 A JP3964086 A JP 3964086A JP 3964086 A JP3964086 A JP 3964086A JP S62199763 A JPS62199763 A JP S62199763A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、耐蝕性に優れ、かつ、装飾性に優れたＴｉ
Ｎ膜を基材表面に形成する方法に関する〔背景技術〕 ＴｉＮは、高硬度で耐蝕性に優れ、かつ、特有の金色を
しているため、このＴｉＮの薄膜を基材表面に形成して
基材の硬度を上げたり、耐蝕性を付与したり、金色の装
飾を施したりすることが行われている。
Ｎ膜を基材表面に形成する方法に関する〔背景技術〕 ＴｉＮは、高硬度で耐蝕性に優れ、かつ、特有の金色を
しているため、このＴｉＮの薄膜を基材表面に形成して
基材の硬度を上げたり、耐蝕性を付与したり、金色の装
飾を施したりすることが行われている。
基材上にＴｉＮ薄膜（０，１〜１０μｍ）を形成する方
法として、従来から、ＣＶＤ法あるいはＰＶＤ法（イオ
ンブレーティング、スパッタリング等）が用いられてい
る。
法として、従来から、ＣＶＤ法あるいはＰＶＤ法（イオ
ンブレーティング、スパッタリング等）が用いられてい
る。
ところが、これらの方法には、つぎのような問題があっ
た。ｔなわち、ＣＶＤ法では基材温度を一般に１０００
℃程度の高温に加熱する必要があり、たとえば、鉄系の
合金板などを基材として用いた場合、基材が熱処理効果
によって変形してしまうという問題である。他方、ＰＶ
Ｄ法では、通常２００〜４００℃で処理されるので、基
材の変形といった問題はないが、ＨＣＤ （ホロカソー
ド）法、ＲＦ励起法、ＡＲＥ （活性化反応藤着）法な
どのイオンブレーティング法では、１０−２〜１０−’
Ｔｏｒｒの真空中で処理されるようになっており、真空
槽中の不純物ガス、槽壁の付着物、蒸発粒子の散乱等に
よって得られる膜の緻密性が損なわれ耐蝕性、密着性に
問題が生じる場合がある。さらに、基材にバイアス電圧
をかける必要があり、特に、連続処理を行う場合に設備
が複雑化する問題もある。スパッタリング法では、比較
的緻密な膜が得られるのであるが、生成速度が遅く、膜
の色が黒ずみやすい。色調調整にやはりバイアス電圧を
かけねばならなかった。
た。ｔなわち、ＣＶＤ法では基材温度を一般に１０００
℃程度の高温に加熱する必要があり、たとえば、鉄系の
合金板などを基材として用いた場合、基材が熱処理効果
によって変形してしまうという問題である。他方、ＰＶ
Ｄ法では、通常２００〜４００℃で処理されるので、基
材の変形といった問題はないが、ＨＣＤ （ホロカソー
ド）法、ＲＦ励起法、ＡＲＥ （活性化反応藤着）法な
どのイオンブレーティング法では、１０−２〜１０−’
Ｔｏｒｒの真空中で処理されるようになっており、真空
槽中の不純物ガス、槽壁の付着物、蒸発粒子の散乱等に
よって得られる膜の緻密性が損なわれ耐蝕性、密着性に
問題が生じる場合がある。さらに、基材にバイアス電圧
をかける必要があり、特に、連続処理を行う場合に設備
が複雑化する問題もある。スパッタリング法では、比較
的緻密な膜が得られるのであるが、生成速度が遅く、膜
の色が黒ずみやすい。色調調整にやはりバイアス電圧を
かけねばならなかった。
この発明は、このような事情に鑑みて、基材上に耐蝕性
、耐摩耗性、密着性および装飾性に優れたＴｉＮを効率
よく得ることができるＴｉＮ膜の形成法を提供すること
を目的としている。
、耐摩耗性、密着性および装飾性に優れたＴｉＮを効率
よく得ることができるＴｉＮ膜の形成法を提供すること
を目的としている。
この発明らは、このような目的を達成するために、鋭意
検討した結果、イオンビーム法を用い真空中でＴｉを蒸
発させるとともに基材表面に比較的緩い加速電圧で窒素
イオンビームを照射すると、基材表面に耐蝕性、耐摩耗
性、密着性および装飾性に優れたＴｉＮを効率よく得る
ことができるということを見出し、この発明を完成する
に至った。
検討した結果、イオンビーム法を用い真空中でＴｉを蒸
発させるとともに基材表面に比較的緩い加速電圧で窒素
イオンビームを照射すると、基材表面に耐蝕性、耐摩耗
性、密着性および装飾性に優れたＴｉＮを効率よく得る
ことができるということを見出し、この発明を完成する
に至った。
したがって、この発明は、真空中に基材を配置して、Ｔ
ｉを蒸発させると同時に、前記基材表面に加速電圧Ｏ２
３〜２． ＯＫｅＶで窒素イオンビームを照射し、前記
基材表面にＴｉＮ膜を形成するＴｉＮ膜の形成法を要旨
とする。
ｉを蒸発させると同時に、前記基材表面に加速電圧Ｏ２
３〜２． ＯＫｅＶで窒素イオンビームを照射し、前記
基材表面にＴｉＮ膜を形成するＴｉＮ膜の形成法を要旨
とする。
以下に、この発明を、その１実施例をあられす図面を参
照しつつ詳しく説明する。
照しつつ詳しく説明する。
第１図は、この発明にがかるＴｉＮ膜の形成を実施する
にあたり用いられるＴｉＮ膜形成装置をあられす。図に
みるように、このＴｉＮ膜形成装置は、真空槽（真空チ
ャンバー）１内にフープ状基板２が配置されるようにな
っている。このフープ状基材２は、矢印方向へ一定速度
で巻き取れるようになっている。基材２と対面する位置
には、電子ビーム蒸発源３が設けられている。この蒸発
源３には、金属チタン４が載せられ電子ビームによる加
熱によって蒸発させられるようになっている。真空槽１
壁面には、基材２に銃口を向けて２つのイオン銃５．６
が設けられている。一方のイオン銃５は、Ａｒ＋イオン
ビームを基板２に照射してボンバード処理を行うように
なっており、基材２の進行方向（図中、矢印方向）に対
して比較的後方の基材２表面に照準が合わせられている
。
にあたり用いられるＴｉＮ膜形成装置をあられす。図に
みるように、このＴｉＮ膜形成装置は、真空槽（真空チ
ャンバー）１内にフープ状基板２が配置されるようにな
っている。このフープ状基材２は、矢印方向へ一定速度
で巻き取れるようになっている。基材２と対面する位置
には、電子ビーム蒸発源３が設けられている。この蒸発
源３には、金属チタン４が載せられ電子ビームによる加
熱によって蒸発させられるようになっている。真空槽１
壁面には、基材２に銃口を向けて２つのイオン銃５．６
が設けられている。一方のイオン銃５は、Ａｒ＋イオン
ビームを基板２に照射してボンバード処理を行うように
なっており、基材２の進行方向（図中、矢印方向）に対
して比較的後方の基材２表面に照準が合わせられている
。
もう一方のイオン銃６は、一般に、窒素ガスをＮ２゛イ
オンビームとして基材２に照射するようになっており、
前述のイオン銃５より基板２の進行方向に対して前方の
基材２表面に照準が合わせられている。さらに、真空槽
ｌ内には、水晶振動子７ （レートセンサ）が前述のＡ
ｒ′″イオンビームおよびＮ２＋イオンビームが当たら
ない位置に設けられている。この水晶振動子７は、レー
トコントローラ（ＩＣ−６０００） ８との組み合わせ
によって金属チタンの蒸発量を制御するためのものであ
る。
オンビームとして基材２に照射するようになっており、
前述のイオン銃５より基板２の進行方向に対して前方の
基材２表面に照準が合わせられている。さらに、真空槽
ｌ内には、水晶振動子７ （レートセンサ）が前述のＡ
ｒ′″イオンビームおよびＮ２＋イオンビームが当たら
ない位置に設けられている。この水晶振動子７は、レー
トコントローラ（ＩＣ−６０００） ８との組み合わせ
によって金属チタンの蒸発量を制御するためのものであ
る。
図示していないが、このＴｉＮ膜形成装置には、真空槽
１内を真空にするための排気手段が設けられているのは
、言うまでもない。
１内を真空にするための排気手段が設けられているのは
、言うまでもない。
つぎに、この発明にかかるＴｉＮ膜の形成法を上記形成
装置を用いた場合を例にとって詳しく説明する。それは
、以下のようである。
装置を用いた場合を例にとって詳しく説明する。それは
、以下のようである。
■ 真空槽１内の所定位置にフープ状基材２をセントす
るとともに、電子ビーム蒸発源３上に金属チタン４を載
せる。
るとともに、電子ビーム蒸発源３上に金属チタン４を載
せる。
■ 真空槽１内を排気手段で排気して１×１Ｏ−ＳＴｏ
ｒｒにする。
ｒｒにする。
■ 基材２を一定速度で矢印方向に徐々に巻き取る。こ
れと同時に、Ａ ｒ＋イオンビームおよびＮ２゛イオン
ビームを加速電圧０．３〜２． ＯＫｅＶで基材２表面
へそれぞれのイオン銃５，６から照射する。
れと同時に、Ａ ｒ＋イオンビームおよびＮ２゛イオン
ビームを加速電圧０．３〜２． ＯＫｅＶで基材２表面
へそれぞれのイオン銃５，６から照射する。
この結果、蒸発した金属チタンは、たとえば、以下のよ
うな式、 。
うな式、 。
２Ｔｉ＋Ｎ、” ＋ｅ−−＋２ＴｉＮ
であられされるように、ＴｉＮに変化する。そして、イ
オンビームエネルギーによって密着性、緻密性、耐摩耗
性に優れるＴ’ｔＮ膜が基材２表面に連続的に形成され
る。ＴｉＮ膜時の基材の温度は、２００℃以下である。
オンビームエネルギーによって密着性、緻密性、耐摩耗
性に優れるＴ’ｔＮ膜が基材２表面に連続的に形成され
る。ＴｉＮ膜時の基材の温度は、２００℃以下である。
膜は、蒸発源と基材間の距離、蒸発のパワー、イオンビ
ームのパワーを適切な値に設定することにより、１〜３
０人／Ｓの速度で成長させることができる。イオンビー
ムのパワーをあまり強くすると基材内に食い込んでしま
うので好ましくない。
ームのパワーを適切な値に設定することにより、１〜３
０人／Ｓの速度で成長させることができる。イオンビー
ムのパワーをあまり強くすると基材内に食い込んでしま
うので好ましくない。
つぎに、実施例を詳しく説明する。
（実施例）
電子ビームパワー６ＫＶＸ ２００ｍＡの電子ビーム蒸
発源を基材からの距離３４０ｍｍに配置するとともに、
イオンビーム源としての０．５ＫｅＶ Ｘ ４０ｍＡの
イオン銃を基材がらの距離４５０１！ｌに配置した第１
図の装置を用い、基材としてのマルテンサイト系ステン
レス材表面にＴｉＮ膜を形成した。なお、基材の温度は
最高で８０℃であった。
発源を基材からの距離３４０ｍｍに配置するとともに、
イオンビーム源としての０．５ＫｅＶ Ｘ ４０ｍＡの
イオン銃を基材がらの距離４５０１！ｌに配置した第１
図の装置を用い、基材としてのマルテンサイト系ステン
レス材表面にＴｉＮ膜を形成した。なお、基材の温度は
最高で８０℃であった。
このようにして得たＴｉＮ膜形成基板と、従来の形成法
で得たＴｉＮ膜形成基板とを、それぞれ４０℃、３％Ｎ
ａＣ１水溶液に浸漬して放置したところ、実施例で得た
ＴｉＮ膜形成基板は、３日後でも異常が検出されなかっ
た。これに対し、従来の形成法で得たＴｉＮ膜形成基板
は、１日で鯖の発生が検出された。実施例で得たＴｉＮ
膜形成基板は、テープテストの結果でも密着性に異常が
なかった。さらに、ビッカース硬度は、２０００〜２５
００の高硬度であった。金色の色度調整も容易であった
。
で得たＴｉＮ膜形成基板とを、それぞれ４０℃、３％Ｎ
ａＣ１水溶液に浸漬して放置したところ、実施例で得た
ＴｉＮ膜形成基板は、３日後でも異常が検出されなかっ
た。これに対し、従来の形成法で得たＴｉＮ膜形成基板
は、１日で鯖の発生が検出された。実施例で得たＴｉＮ
膜形成基板は、テープテストの結果でも密着性に異常が
なかった。さらに、ビッカース硬度は、２０００〜２５
００の高硬度であった。金色の色度調整も容易であった
。
この発明にがかるＴｉＮ膜の形成法は、上記実施例に限
定されない。たとえば、連続処理でなくバッチ処理でも
構わない。バッチ処理の場合、イオン銃を１つにして、
ガスの切り換えによってＡｒ゛イオンビームおよびＮ２
１イオンビームを基材表面へそれぞれ照射するようにし
ても構わない。基材も板状に限らない。ボンバード処理
にもちいられるガスは、Ａｒなどの希ガス類に限らすＮ
２などでも構わない。
定されない。たとえば、連続処理でなくバッチ処理でも
構わない。バッチ処理の場合、イオン銃を１つにして、
ガスの切り換えによってＡｒ゛イオンビームおよびＮ２
１イオンビームを基材表面へそれぞれ照射するようにし
ても構わない。基材も板状に限らない。ボンバード処理
にもちいられるガスは、Ａｒなどの希ガス類に限らすＮ
２などでも構わない。
この発明のＴｉＮ膜の形成法は、以上のように、真空中
に基材を配置して、’ｒｔを論発させると同時に、前記
基材表面に加速電圧０．３〜２．０ Ｋｅνで窒素イオ
ンビームを照射し、前記基材表面にＴｉＮ膜を形成する
ようになっているので、従来より、高真空側で処理でき
、Ｎ、ガス量が少な（すみ、かつ、基材にバイアス電圧
をかける必要がなく、連続処理の場合も、装置が複雑に
ならない。
に基材を配置して、’ｒｔを論発させると同時に、前記
基材表面に加速電圧０．３〜２．０ Ｋｅνで窒素イオ
ンビームを照射し、前記基材表面にＴｉＮ膜を形成する
ようになっているので、従来より、高真空側で処理でき
、Ｎ、ガス量が少な（すみ、かつ、基材にバイアス電圧
をかける必要がなく、連続処理の場合も、装置が複雑に
ならない。
したがって、基材上に耐蝕性、密着性および装飾性に優
れたＴｉＮ膜を効率よく、かつ、安価で得ることができ
る。
れたＴｉＮ膜を効率よく、かつ、安価で得ることができ
る。
第１図はこの発明にがかるＴｉＮ膜の形成法を実施する
にあたり用いられるＴ ｉ Ｎ膜形成装置の１実施例を
説明する概略説明図である。 １・・・真空槽 ２・・・フープ状基材 ３・・・電、
子ビーム蒸発源 ４・・・金属チタン ５．６・・・イ
オン銃代理人 弁理士 松 本 武 彦 第１ 図
にあたり用いられるＴ ｉ Ｎ膜形成装置の１実施例を
説明する概略説明図である。 １・・・真空槽 ２・・・フープ状基材 ３・・・電、
子ビーム蒸発源 ４・・・金属チタン ５．６・・・イ
オン銃代理人 弁理士 松 本 武 彦 第１ 図
Claims (1)
- （１）真空中に基材を配置して、Ｔｉを蒸発させると同
時に、前記基材表面に加速電圧０．３〜２．０ＫｅＶで
窒素イオンビームを照射し、前記基材表面にＴｉＮ膜を
形成するＴｉＮ膜の形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3964086A JPS62199763A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | ＴｉＮ膜の形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3964086A JPS62199763A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | ＴｉＮ膜の形成法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1236361A Division JPH0686657B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62199763A true JPS62199763A (ja) | 1987-09-03 |
| JPH0551661B2 JPH0551661B2 (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=12558688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3964086A Granted JPS62199763A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | ＴｉＮ膜の形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62199763A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01215966A (ja) * | 1988-02-23 | 1989-08-29 | Nissin Electric Co Ltd | 高硬度ＴｉＮ膜の製造方法 |
| JPH03177570A (ja) * | 1989-12-05 | 1991-08-01 | Raimuzu:Kk | 複合硬質材料の製造方法 |
| CN111893439A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-06 | 苏州众智泽智能科技有限公司 | 具有氮化钛硬质涂层的个人饰品的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58181864A (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面処理方法 |
| JPS6115967A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面処理方法 |
| JPS61195971A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-30 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性皮膜の形成方法 |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP3964086A patent/JPS62199763A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58181864A (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面処理方法 |
| JPS6115967A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面処理方法 |
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| JPH03177570A (ja) * | 1989-12-05 | 1991-08-01 | Raimuzu:Kk | 複合硬質材料の製造方法 |
| CN111893439A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-06 | 苏州众智泽智能科技有限公司 | 具有氮化钛硬质涂层的个人饰品的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0551661B2 (ja) | 1993-08-03 |
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