JPS6248754B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6248754B2 JPS6248754B2 JP60261382A JP26138285A JPS6248754B2 JP S6248754 B2 JPS6248754 B2 JP S6248754B2 JP 60261382 A JP60261382 A JP 60261382A JP 26138285 A JP26138285 A JP 26138285A JP S6248754 B2 JPS6248754 B2 JP S6248754B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon film
- base material
- carbon
- forming
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、優れた導電性を有する易黒鉛化性
炭素膜の形成方法に関する。
炭素膜の形成方法に関する。
従来、このような易黒鉛化性炭素を得る方法は
いわゆる熱分解法が一般的である。この方法は原
料であるメタン、エタン、プロパン、ベンゼン等
の脂肪族または芳香族炭化水素の雰囲気中で反応
系を高温に加熱することにより炭化水素を熱分解
し、炭素質を生成するものである。（例えば大谷
ら“炭素化工学の基礎“1980 オーム社）生成し
た炭素質の特性は加熱温度に大きく依存し、2000
℃を越える加熱温度でないと良好な炭素質は得ら
れない。（方法１） 上記方法よりも低温（1000℃）で、高周波放電
によりベンゼンのプラズマ重合を行ない、石英板
あるいはシリコンウエハー上に炭素薄膜を得るこ
とも行なわれている（エツチ、マツシマら、ジヤ
ーナルオブアプライドフイジツクス、22巻（５
号）、888（1983））（H.MATSUSHiMA et al J.
APPL.PHYS.Vo1.22（No.５）、888（1983））（方
法２） 〔発明が解決しようとする問題〕 しかしながら上記方法１においては、高価な高
温のエネルギーを多消費するという問題があり、
方法２では得られた炭素質の電導度が低く、生成
速度も低いという問題がある。
いわゆる熱分解法が一般的である。この方法は原
料であるメタン、エタン、プロパン、ベンゼン等
の脂肪族または芳香族炭化水素の雰囲気中で反応
系を高温に加熱することにより炭化水素を熱分解
し、炭素質を生成するものである。（例えば大谷
ら“炭素化工学の基礎“1980 オーム社）生成し
た炭素質の特性は加熱温度に大きく依存し、2000
℃を越える加熱温度でないと良好な炭素質は得ら
れない。（方法１） 上記方法よりも低温（1000℃）で、高周波放電
によりベンゼンのプラズマ重合を行ない、石英板
あるいはシリコンウエハー上に炭素薄膜を得るこ
とも行なわれている（エツチ、マツシマら、ジヤ
ーナルオブアプライドフイジツクス、22巻（５
号）、888（1983））（H.MATSUSHiMA et al J.
APPL.PHYS.Vo1.22（No.５）、888（1983））（方
法２） 〔発明が解決しようとする問題〕 しかしながら上記方法１においては、高価な高
温のエネルギーを多消費するという問題があり、
方法２では得られた炭素質の電導度が低く、生成
速度も低いという問題がある。
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、方
法１の様に高価な熱エネルギーを多消費せず、又
方法２から得た炭素質よりも導電性に優れた品位
の高い炭素膜が形成される方法を提供するもので
ある。
法１の様に高価な熱エネルギーを多消費せず、又
方法２から得た炭素質よりも導電性に優れた品位
の高い炭素膜が形成される方法を提供するもので
ある。
その要旨とするところはヘテロ原子を含有する
炭化水素ガスを原料として、950℃を越える温度
に加熱された基材上にプラズマ放電により炭素膜
を形成させることを特徴とする導電性炭素膜形成
方法にある。
炭化水素ガスを原料として、950℃を越える温度
に加熱された基材上にプラズマ放電により炭素膜
を形成させることを特徴とする導電性炭素膜形成
方法にある。
この発明において原料となるヘテロ原子を含有
する炭化水素としては、例えばメチルアミン、プ
ロピルアミン、アクリロニトリル、アミノアクリ
ロニトリル、プロピルメルカプタン、四塩化炭
素、四沃化炭素、有機ボロン、有機ガリウム、チ
オフエン、ピロール、ピリジン、ピロール、２硫
化炭素等の直鎖状、環状化合物が用いられ、特に
硫黄、窒素を含有する化合物が適しており、アク
リロニトリル、チオフエンはきわめて適してい
る。
する炭化水素としては、例えばメチルアミン、プ
ロピルアミン、アクリロニトリル、アミノアクリ
ロニトリル、プロピルメルカプタン、四塩化炭
素、四沃化炭素、有機ボロン、有機ガリウム、チ
オフエン、ピロール、ピリジン、ピロール、２硫
化炭素等の直鎖状、環状化合物が用いられ、特に
硫黄、窒素を含有する化合物が適しており、アク
リロニトリル、チオフエンはきわめて適してい
る。
プラズマ放電により基板上に炭素膜を形成する
方法は、反応容器中を原料である炭化水素蒸気で
所定の圧力に充満させ、高周波電界を印加するこ
とによつて基材上に炭素膜を形成する。
方法は、反応容器中を原料である炭化水素蒸気で
所定の圧力に充満させ、高周波電界を印加するこ
とによつて基材上に炭素膜を形成する。
この発明において、基材としては、鉄、コバル
ト、ニツケル等の金属、或はステンレス等の合金
からなる板、シート、フイルム、その他の成形品
を使用することができ、フアイバ状のもの及びそ
の織布も使用することができる。また、石英、ガ
ラス、シリコン、セラミツクからなる金属以外の
ものを用いても良い。更にカーボンフアイバ、カ
ーボンシート（例えば、カーボンフアイバ織
布）、グラフアイトフアイバ、グラフアイト板
（例えばHTOPG）を用いることができる。上記
基材のうち特に遷移金属を含む基材が好ましい。
ト、ニツケル等の金属、或はステンレス等の合金
からなる板、シート、フイルム、その他の成形品
を使用することができ、フアイバ状のもの及びそ
の織布も使用することができる。また、石英、ガ
ラス、シリコン、セラミツクからなる金属以外の
ものを用いても良い。更にカーボンフアイバ、カ
ーボンシート（例えば、カーボンフアイバ織
布）、グラフアイトフアイバ、グラフアイト板
（例えばHTOPG）を用いることができる。上記
基材のうち特に遷移金属を含む基材が好ましい。
基材は、950℃を越える温度に加熱すると、特
に、炭素膜の形成に効果的である。
に、炭素膜の形成に効果的である。
実施例 １
SUS304からなるシート状の基材（厚み0.2mmを
合成室内に静置して、基材を1000℃に加熱した
後、アクリロニトリル蒸気を合成室内に導入し、
圧力1.0mmHgに保持した。然る後、高周波電界
（13.56MHz出力40W）を印加し、プラズマ反応を
行ない、基材上に金属光沢を有する膜厚20〜22μ
ｍの炭素膜を形成せしめた。
合成室内に静置して、基材を1000℃に加熱した
後、アクリロニトリル蒸気を合成室内に導入し、
圧力1.0mmHgに保持した。然る後、高周波電界
（13.56MHz出力40W）を印加し、プラズマ反応を
行ない、基材上に金属光沢を有する膜厚20〜22μ
ｍの炭素膜を形成せしめた。
得られた炭素膜のグラフアイト層間隔はｄ＝
3.366Åとなりかなりグラフアイト化が進行して
いる事が判つた。
3.366Åとなりかなりグラフアイト化が進行して
いる事が判つた。
実施例 ２
SUS304からなるシート状の基材（厚み0.2mm）
を合成室内に静置して、基材を1100℃、1050℃及
び1000℃に加熱した後、チオフエン蒸気を合成室
内に導入し、圧力1.0mmHgに保持した。然る後、
高周波電界（13.56MHz出力40W）を印加し、プ
ラズマ反応を行ない、基材上に金属光沢を有する
膜厚20〜22μｍの炭素膜を形成せしめた。
を合成室内に静置して、基材を1100℃、1050℃及
び1000℃に加熱した後、チオフエン蒸気を合成室
内に導入し、圧力1.0mmHgに保持した。然る後、
高周波電界（13.56MHz出力40W）を印加し、プ
ラズマ反応を行ない、基材上に金属光沢を有する
膜厚20〜22μｍの炭素膜を形成せしめた。
得られた炭素薄膜の電導度は基材温度の高い順
序で、各々1.4×103、800、700S／cmであつた。
序で、各々1.4×103、800、700S／cmであつた。
比較例 １
SUS304からなるシート状の基材（厚み0.2mm）
を合成室内に静置して基材を1000℃に加熱し、ベ
ンゼン蒸気を合成室内に導入し、圧力１mmHgに
保持し、熱分解反応を行なわしめ、基材上に炭素
質を形成せしめた。炭素質の形状は繊維状であつ
た。
を合成室内に静置して基材を1000℃に加熱し、ベ
ンゼン蒸気を合成室内に導入し、圧力１mmHgに
保持し、熱分解反応を行なわしめ、基材上に炭素
質を形成せしめた。炭素質の形状は繊維状であつ
た。
得られた炭素質のＸ線回折の結果よりグラフア
イト層間隔はｄ＝3.462Åとなり、グラフアイト
化が進行していない炭素質である事が判つた。
イト層間隔はｄ＝3.462Åとなり、グラフアイト
化が進行していない炭素質である事が判つた。
比較例 ２
SUS304からなるシート状の基材（厚み0.2mm）
を合成室内に静置して、基材を1000℃に加熱した
後、ベンゼン蒸気を合成室内に導入し、圧力1.0
mmHgに保持した。然る後、高周波電界（13.56M
Hz出力40W）を印加し、プラズマ反応を行ない、
基材上に金属光沢を有する膜厚20〜22μｍの炭素
膜を形成せしめた。
を合成室内に静置して、基材を1000℃に加熱した
後、ベンゼン蒸気を合成室内に導入し、圧力1.0
mmHgに保持した。然る後、高周波電界（13.56M
Hz出力40W）を印加し、プラズマ反応を行ない、
基材上に金属光沢を有する膜厚20〜22μｍの炭素
膜を形成せしめた。
得られた炭素膜のグラフアイト層間隔はｄ＝
3.442Åとなり、わずかにグラフアイト化がすす
んでいる事が判つた。
3.442Åとなり、わずかにグラフアイト化がすす
んでいる事が判つた。
比較例 ３
SUS304からなるシート状の基材（厚み0.2mm）
を合成室内に静置して、基材を1100℃に加熱した
後、ベンゼン蒸気を合成室内に導入し、圧力1.0
mmHgに保持した。然る後、高周波電界（13.56M
Hz出力40W）を印加し、プラズマ反応を行ない、
基材上に膜厚20〜22μｍの炭素膜を形成せしめ
た。
を合成室内に静置して、基材を1100℃に加熱した
後、ベンゼン蒸気を合成室内に導入し、圧力1.0
mmHgに保持した。然る後、高周波電界（13.56M
Hz出力40W）を印加し、プラズマ反応を行ない、
基材上に膜厚20〜22μｍの炭素膜を形成せしめ
た。
得られた炭素膜の電導度は600S／cmであつ
た。
た。
比較例 ４
SUS304からなるシート状の基材（厚み0.2mm）
を合成室内に静置して、基材を950℃に加熱した
後、チオフエン蒸気を合成室内に導入し、圧力
1.0mmHgに保持した。然る後、高周波電界
（13.56MHz出力40W）を印加し、プラズマ反応を
行ない、基材上に膜厚20〜22μｍの炭素膜を形成
せしめた。
を合成室内に静置して、基材を950℃に加熱した
後、チオフエン蒸気を合成室内に導入し、圧力
1.0mmHgに保持した。然る後、高周波電界
（13.56MHz出力40W）を印加し、プラズマ反応を
行ない、基材上に膜厚20〜22μｍの炭素膜を形成
せしめた。
得られた炭素薄膜の電導度は300S／cmであつ
た。
た。
比較例 ５
シリコンからなる基材（厚み0.2mm）を合成室
内に静帯して、基材を1100℃に加熱した後、ベン
ゼン蒸気を合成室内に導入し、圧力1.0mmHgに保
持した。然る後、高周波電界（13.56MHz出力
40W）を印加し、プラズマ反応を行ない、基材上
に膜厚20〜22μｍの炭素膜を形成せしめた。
内に静帯して、基材を1100℃に加熱した後、ベン
ゼン蒸気を合成室内に導入し、圧力1.0mmHgに保
持した。然る後、高周波電界（13.56MHz出力
40W）を印加し、プラズマ反応を行ない、基材上
に膜厚20〜22μｍの炭素膜を形成せしめた。
得られた炭素膜の電導度は300S／cmであつ
た。
た。
この発明によつて提案されたヘテロ原子を含有
する炭化水素を原料として、プラズマCVDにて
炭素膜を合成する方法によつて、これまでより低
温で高品位な炭素質を得ることが出来る。
する炭化水素を原料として、プラズマCVDにて
炭素膜を合成する方法によつて、これまでより低
温で高品位な炭素質を得ることが出来る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ヘテロ原子を含有する炭化水素を原料として
950℃を越える温度に加熱された基材上にプラズ
マ放電により炭素膜を形成させることを特徴とす
る導電性炭素膜の形成方法。 ２ ヘテロ原子を含有する炭化水素が、硫黄ある
いは窒素を含有する炭化水素であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の導電性炭素膜の
形成方法。 ３ 硫黄あるいは窒素を含有する炭化水素が、チ
オフエンあるいはアクリロニトリルであることを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の導電性炭
素膜の形成方法。 ４ 基材が、遷移金属を含むことを特徴とする特
許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の
導電性炭素膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60261382A JPS62124272A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 導電性炭素膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60261382A JPS62124272A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 導電性炭素膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62124272A JPS62124272A (ja) | 1987-06-05 |
| JPS6248754B2 true JPS6248754B2 (ja) | 1987-10-15 |
Family
ID=17361070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60261382A Granted JPS62124272A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 導電性炭素膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62124272A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6455542U (ja) * | 1987-09-30 | 1989-04-06 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63293164A (ja) * | 1987-05-27 | 1988-11-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 炭素材料の製造法 |
-
1985
- 1985-11-22 JP JP60261382A patent/JPS62124272A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6455542U (ja) * | 1987-09-30 | 1989-04-06 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62124272A (ja) | 1987-06-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |