JPS6320446A - 窒化ホウ素膜の形成方法 - Google Patents
窒化ホウ素膜の形成方法Info
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- JPS6320446A JPS6320446A JP16430086A JP16430086A JPS6320446A JP S6320446 A JPS6320446 A JP S6320446A JP 16430086 A JP16430086 A JP 16430086A JP 16430086 A JP16430086 A JP 16430086A JP S6320446 A JPS6320446 A JP S6320446A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、基材上に、立方晶窒化ホウ素（Ｃ−ＢＮ）
を含む窒化ホウ素（ＢＮ）膜を形成する方法に関する。
を含む窒化ホウ素（ＢＮ）膜を形成する方法に関する。
基材上に立方晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素膜を形成す
るには、基材上に元素周期表のＩＶａ族、■ｂ族、Ｖａ
族またはＶｌａ族元素の炭化物または窒化物を中間層と
して形成した上に窒化ホウ素膜を形成するという方法が
ある。
るには、基材上に元素周期表のＩＶａ族、■ｂ族、Ｖａ
族またはＶｌａ族元素の炭化物または窒化物を中間層と
して形成した上に窒化ホウ素膜を形成するという方法が
ある。
その場合の基材表面付近の原子密度分布は、例えば第５
図に示すようなものであり、基材２上の上述のような中
間層４および窒化ホウ素膜６の密度分布は段階的で明瞭
な境界を持つ。
図に示すようなものであり、基材２上の上述のような中
間層４および窒化ホウ素膜６の密度分布は段階的で明瞭
な境界を持つ。
この場合、上記のような中間層４を介在させない場合は
、通常は立方晶窒化ホウ素は形成し得ない。これは、上
記のような中間層４は立方晶型結晶になるものであり、
それが無いと立方晶窒化ホウ素を安定化させるのが難し
いからである。
、通常は立方晶窒化ホウ素は形成し得ない。これは、上
記のような中間層４は立方晶型結晶になるものであり、
それが無いと立方晶窒化ホウ素を安定化させるのが難し
いからである。
所が、中間層４を設けても、それが上記のように朗読な
境界を持つ場合は、結晶の格子サイズが異なるため１．
窒化ホウ素膜６が剥離し易いという問題がある。
境界を持つ場合は、結晶の格子サイズが異なるため１．
窒化ホウ素膜６が剥離し易いという問題がある。
そこでこの発明は、基材上に、立方晶窒化ホウ素を含む
窒化ホウ素膜であって付着強度の大きいものを形成する
方法を提供することを目的とする。
窒化ホウ素膜であって付着強度の大きいものを形成する
方法を提供することを目的とする。
この発明の窒化ホウ素膜の形成方法は、基材上に立方晶
窒化ホウ素を含む窒化ホウ素膜を形成するに当たり、基
材と窒化ホウ素膜との界面付近に、窒化ホウ素に加えて
元素周期表のＩＶａ族、ｒｌ／ｂ族、Ｖａ族およびＶＩ
ａ族元素の内で窒化物または炭化物になった際に安定な
立方晶型結晶になる第３の元素を１種以上含みかつ当該
第３の元素の原子密度が基材から離れるにつれて連続的
に零まで減少している中間層を介在させることを特徴と
する。
窒化ホウ素を含む窒化ホウ素膜を形成するに当たり、基
材と窒化ホウ素膜との界面付近に、窒化ホウ素に加えて
元素周期表のＩＶａ族、ｒｌ／ｂ族、Ｖａ族およびＶＩ
ａ族元素の内で窒化物または炭化物になった際に安定な
立方晶型結晶になる第３の元素を１種以上含みかつ当該
第３の元素の原子密度が基材から離れるにつれて連続的
に零まで減少している中間層を介在させることを特徴と
する。
上記のような中間層を介在させることにより、基材上の
組成を安定化した結晶から準安定な立方晶窒化ホウ素結
晶まで連続的に変化させることが可能となり、安定化さ
れた状態で立方晶窒化ホウ素結晶を形成することができ
る。しかも中間層の組成が連続的に変化しているため、
境界が明瞭でなくそのため付着強度も増大する。
組成を安定化した結晶から準安定な立方晶窒化ホウ素結
晶まで連続的に変化させることが可能となり、安定化さ
れた状態で立方晶窒化ホウ素結晶を形成することができ
る。しかも中間層の組成が連続的に変化しているため、
境界が明瞭でなくそのため付着強度も増大する。
第１図は、実施例の方法による場合の基材表面付近の原
子密度分布の一例を模式的に示す図である。
子密度分布の一例を模式的に示す図である。
この実施例の方法においては、基材２上に立方晶窒化ホ
ウ素を含む高硬度の窒化ホウ素膜ｌＯを形成するに当た
り、基材２と窒化ホウ素膜１０との界面付近に、窒化ホ
ウ素に加えてＴｉ等のＩＶａＶａ族元素ｉ等の■ｂ族元
素、Ｎｂ等のＶａ族元素およびＭｏ等のＶＩａ族元素の
内で例えばＴｉＮ、ＴｉＣ，ＮｂＮ、ＭｏＮ等のように
窒化物または炭化物になった際に安定な立方晶型結晶に
なる第３の元素１２を１種以上含みかつ当該第３の元素
１２の原子密度が基材２から離れるにつれて連続的に零
まで減少している中間層８を介在させる。
ウ素を含む高硬度の窒化ホウ素膜ｌＯを形成するに当た
り、基材２と窒化ホウ素膜１０との界面付近に、窒化ホ
ウ素に加えてＴｉ等のＩＶａＶａ族元素ｉ等の■ｂ族元
素、Ｎｂ等のＶａ族元素およびＭｏ等のＶＩａ族元素の
内で例えばＴｉＮ、ＴｉＣ，ＮｂＮ、ＭｏＮ等のように
窒化物または炭化物になった際に安定な立方晶型結晶に
なる第３の元素１２を１種以上含みかつ当該第３の元素
１２の原子密度が基材２から離れるにつれて連続的に零
まで減少している中間層８を介在させる。
基材２としては、例えばタングステンカーバイド＜ＷＣ
） 、高速度鋼（ＨＳ Ｓ）等が採り得る。
） 、高速度鋼（ＨＳ Ｓ）等が採り得る。
上記方法によれば、前記のような第３の元素１２を混入
させることにより窒化ホウ素の立方晶構造を安定化させ
ることができ、かつ第３の元素１２の原子密度を連続的
に減少させることにより結晶の格子定数を連続的に変化
させることが可能となる。即ち、中間層８において窒化
ホウ素に第３の元素１２を上記のように含めることによ
り、基材２上の組成を安定化した立方晶型結晶から準安
定な立方晶窒化ホウ素結晶まで連続的に変化させること
が可能となり、安定化された状態で立方晶窒化ホウ素結
晶を形成することができる。
させることにより窒化ホウ素の立方晶構造を安定化させ
ることができ、かつ第３の元素１２の原子密度を連続的
に減少させることにより結晶の格子定数を連続的に変化
させることが可能となる。即ち、中間層８において窒化
ホウ素に第３の元素１２を上記のように含めることによ
り、基材２上の組成を安定化した立方晶型結晶から準安
定な立方晶窒化ホウ素結晶まで連続的に変化させること
が可能となり、安定化された状態で立方晶窒化ホウ素結
晶を形成することができる。
しかも、中間層８における組成が連続的に変化している
ため、境界が明瞭でなくそのため窒化ホウ素膜１０の付
着強度も増大する。
ため、境界が明瞭でなくそのため窒化ホウ素膜１０の付
着強度も増大する。
上記の場合、中間層８の厚みは、１００λ〜１０００λ
程度の範囲内にするのが好ましい、これは、中間層８の
厚みがこの程度あれば、第３の元素１２を含む安定した
結晶から準安定な立方晶窒化ホウ素結晶までの移行が支
障無く行えるからである。
程度の範囲内にするのが好ましい、これは、中間層８の
厚みがこの程度あれば、第３の元素１２を含む安定した
結晶から準安定な立方晶窒化ホウ素結晶までの移行が支
障無く行えるからである。
また混入する第３の元素１２の原子密度は、基材２との
境界付近で最大とし、その割合は窒化ホウ素の原子密度
の０．５％〜５０％程度の範囲内にするのが好ましい、
これは、０．５％位から窒化ホウ素の立方構造を安定化
させる効果が出るからであり、逆に５０％を越えると第
３の元素１２が主体になり特性が変わってくるからであ
る。
境界付近で最大とし、その割合は窒化ホウ素の原子密度
の０．５％〜５０％程度の範囲内にするのが好ましい、
これは、０．５％位から窒化ホウ素の立方構造を安定化
させる効果が出るからであり、逆に５０％を越えると第
３の元素１２が主体になり特性が変わってくるからであ
る。
次に、上記のような中間層８および窒化ホウ素膜ｌＯを
形成する方法のより具体例を以下に幾つか列挙する。
形成する方法のより具体例を以下に幾つか列挙する。
■ 例えば第２図に示すような装置を用いて、真空中に
おいて基材２に対して、蒸発源１４からホウ素１６を蒸
着させるのと同時に、イオン源１８からの加速されたイ
オンビーム２０を照射する。
おいて基材２に対して、蒸発源１４からホウ素１６を蒸
着させるのと同時に、イオン源１８からの加速されたイ
オンビーム２０を照射する。
その場合、イオン源１８の原料ガスＧである窒素ガスに
初めはＳ ｉ Ｈａガスを混入して窒素イオンととシリ
コンイオンの混合したイオンビーム２０を照射し、時間
経過と共にＳ ｉ Ｈａガス量を減少させ、適当な時間
になったら窒素ガスのみとして、窒素イオンのみから成
るイオンビーム２０の照射とホウ素１６の蒸着とを行う
、これによって、基材２上に、上記のような中間層８が
形成されると共に、立方晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素
膜１０が形成される。
初めはＳ ｉ Ｈａガスを混入して窒素イオンととシリ
コンイオンの混合したイオンビーム２０を照射し、時間
経過と共にＳ ｉ Ｈａガス量を減少させ、適当な時間
になったら窒素ガスのみとして、窒素イオンのみから成
るイオンビーム２０の照射とホウ素１６の蒸着とを行う
、これによって、基材２上に、上記のような中間層８が
形成されると共に、立方晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素
膜１０が形成される。
■ 基材２上に予めシリコン膜を形成しておいた後、例
えば第２図のような装置を用いて、ホウ素１６の蒸着と
加速された窒素イオンビーム２０の照射を同時に行う。
えば第２図のような装置を用いて、ホウ素１６の蒸着と
加速された窒素イオンビーム２０の照射を同時に行う。
これによると、基材２表面のシリコン膜中にホウ素およ
び窒素が注入されると共に、シリコン膜中からシリコン
がその上の窒化ホウ素膜中に叩き出されるため、基材２
上に、上記のような中間層８が形成されると共に、立方
晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素膜１０が形成される。
び窒素が注入されると共に、シリコン膜中からシリコン
がその上の窒化ホウ素膜中に叩き出されるため、基材２
上に、上記のような中間層８が形成されると共に、立方
晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素膜１０が形成される。
■ 基材２上に予めＣＶＤ法等で窒素、ホウ素およびシ
リコンの混合層を形成しておいた後、例えば第２図のよ
うな装置を用いて、ホウ素１６の蒸着と加速された窒素
イオンビーム２０の照射とを行う、これによっても、上
記混合層の表面付近でミキシングが生じるため、基材２
上に、上記のような中間層８が形成されると共に、立方
晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素膜１０が形成される。
リコンの混合層を形成しておいた後、例えば第２図のよ
うな装置を用いて、ホウ素１６の蒸着と加速された窒素
イオンビーム２０の照射とを行う、これによっても、上
記混合層の表面付近でミキシングが生じるため、基材２
上に、上記のような中間層８が形成されると共に、立方
晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素膜１０が形成される。
■ ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法によって基材２上
に窒化ホウ素膜１０を形成する。その場合、例えばＢ
ｘ Ｈ＆とＮ８の混合ガスにＳ ｉ Ｈ４ガスを混入し
、時間経過と共にＳ ｉ Ｈａガス量を減少させる。そ
の結果、基材２上に、上記のような中間層８が形成され
ると共に、立方晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素膜１０が
形成される。
に窒化ホウ素膜１０を形成する。その場合、例えばＢ
ｘ Ｈ＆とＮ８の混合ガスにＳ ｉ Ｈ４ガスを混入し
、時間経過と共にＳ ｉ Ｈａガス量を減少させる。そ
の結果、基材２上に、上記のような中間層８が形成され
ると共に、立方晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素膜１０が
形成される。
次に実験結果の一例を示すと、上記■のような方法で、
鋼材上にシリコン膜を形成した後、ホウ素の蒸着（１，
５λ／５ｅｃ）と窒素イオンの照射（３ＫｅＶ、１５ｍ
Ａ）とを同時に行うことにより、界面付近にホウ素、窒
素、シリコンの混合状１１Ｑ（中間層）を形成しながら
窒化ホウ素膜を形成した。
鋼材上にシリコン膜を形成した後、ホウ素の蒸着（１，
５λ／５ｅｃ）と窒素イオンの照射（３ＫｅＶ、１５ｍ
Ａ）とを同時に行うことにより、界面付近にホウ素、窒
素、シリコンの混合状１１Ｑ（中間層）を形成しながら
窒化ホウ素膜を形成した。
それによって得られた窒化ホウ素膜等の深さ方向のプロ
ファイルの一例を第３図に示す、これはＸ線光電子分光
法（Ｘ Ｐ Ｓ）による光電子強度を示すものであり、
横軸のエツチング時間は表面からの深さに相当する。第
１図に示したような密度分布が得られているのが分かる
。
ファイルの一例を第３図に示す、これはＸ線光電子分光
法（Ｘ Ｐ Ｓ）による光電子強度を示すものであり、
横軸のエツチング時間は表面からの深さに相当する。第
１図に示したような密度分布が得られているのが分かる
。
また、上記窒化泳つ素膜のＸ線回折法によるスペクトル
の一例を第４図に示す、立方晶窒化ホウ素を含む窒化ホ
ウ素膜が形成されているのが分かる。
の一例を第４図に示す、立方晶窒化ホウ素を含む窒化ホ
ウ素膜が形成されているのが分かる。
以上のようにこの発明によれば、基材上に、立方晶窒化
ホウ素を含む窒化ホウ素膜であって付着強度の大きいも
のを形成することができる。
ホウ素を含む窒化ホウ素膜であって付着強度の大きいも
のを形成することができる。
第１図は、実施例の方法による場合の基材表面付近の原
子密度分布の一例を模式的に示す図である。第２図は、
この発明の方法を実施する装置の一例を示す概略図であ
る。第３図は、実施例の方法によって得られた窒化ホウ
素膜等のＸ線光電子分光法による深さ方向のプロファイ
ルの一例を示す図である。第４図は、実施例の方法によ
って得られた窒化ホウ素膜のＸ線回折法によるスペクト
ルの一例を示す図である。第５図は、先行技術による場
合の基材表面付近の原子密度分布の一例を模式的に示す
図である。 ２・・・基材、８・・・中間層、ｌＯ・・・窒化ホウ素
膜、１２・・・第３の元素。 第１図
子密度分布の一例を模式的に示す図である。第２図は、
この発明の方法を実施する装置の一例を示す概略図であ
る。第３図は、実施例の方法によって得られた窒化ホウ
素膜等のＸ線光電子分光法による深さ方向のプロファイ
ルの一例を示す図である。第４図は、実施例の方法によ
って得られた窒化ホウ素膜のＸ線回折法によるスペクト
ルの一例を示す図である。第５図は、先行技術による場
合の基材表面付近の原子密度分布の一例を模式的に示す
図である。 ２・・・基材、８・・・中間層、ｌＯ・・・窒化ホウ素
膜、１２・・・第３の元素。 第１図
Claims (1)
- （１）基材上に立方晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素膜を
形成するに当たり、基材と窒化ホウ素膜との界面付近に
、窒化ホウ素に加えて元素周期表のIVａ族、IVｂ族、Ｖ
ａ族およびVIａ族元素の内で窒化物または炭化物になっ
た際に安定な立方晶型結晶になる第３の元素を１種以上
含みかつ当該第３の元素の原子密度が基材から離れるに
つれて連続的に零まで減少している中間層を介在させる
ことを特徴とする窒化ホウ素膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61164300A JPH0811822B2 (ja) | 1986-07-12 | 1986-07-12 | 窒化ホウ素膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61164300A JPH0811822B2 (ja) | 1986-07-12 | 1986-07-12 | 窒化ホウ素膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6320446A true JPS6320446A (ja) | 1988-01-28 |
| JPH0811822B2 JPH0811822B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=15790498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61164300A Expired - Fee Related JPH0811822B2 (ja) | 1986-07-12 | 1986-07-12 | 窒化ホウ素膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811822B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63239103A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Ulvac Corp | 立方晶窒化硼素被覆体およびその製造法 |
| JPH0280574A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-03-20 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 熱内部応力緩和異方性蒸着成形体の製造方法 |
| JPH02261855A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-24 | Lignyte Co Ltd | 電磁波シールド材料 |
| US7264883B2 (en) | 2002-12-27 | 2007-09-04 | Kobe Steel, Ltd. | Hard coating film excellent in adhesion and manufacturing method thereof |
| US11157717B2 (en) * | 2018-07-10 | 2021-10-26 | Next Biometrics Group Asa | Thermally conductive and protective coating for electronic device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA3199633A1 (en) * | 2020-11-20 | 2022-05-27 | Zhiren Zhong | Bed frame structure |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61194171A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Natl Res Inst For Metals | 基板上に形成させたＭｏＢＮ膜の表面に窒化ボロンを析出させた積層材料の製造方法 |
-
1986
- 1986-07-12 JP JP61164300A patent/JPH0811822B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61194171A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Natl Res Inst For Metals | 基板上に形成させたＭｏＢＮ膜の表面に窒化ボロンを析出させた積層材料の製造方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63239103A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Ulvac Corp | 立方晶窒化硼素被覆体およびその製造法 |
| JPH0280574A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-03-20 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 熱内部応力緩和異方性蒸着成形体の製造方法 |
| JPH02261855A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-24 | Lignyte Co Ltd | 電磁波シールド材料 |
| US7264883B2 (en) | 2002-12-27 | 2007-09-04 | Kobe Steel, Ltd. | Hard coating film excellent in adhesion and manufacturing method thereof |
| US11157717B2 (en) * | 2018-07-10 | 2021-10-26 | Next Biometrics Group Asa | Thermally conductive and protective coating for electronic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0811822B2 (ja) | 1996-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |