JPS63277767A - 高圧相窒化ホウ素の気相合成法 - Google Patents
高圧相窒化ホウ素の気相合成法Info
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- JPS63277767A JPS63277767A JP11255387A JP11255387A JPS63277767A JP S63277767 A JPS63277767 A JP S63277767A JP 11255387 A JP11255387 A JP 11255387A JP 11255387 A JP11255387 A JP 11255387A JP S63277767 A JPS63277767 A JP S63277767A
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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】
〔概 要〕
アーク放電により発生する活性度の高いプラズマジェッ
トを用いることにより、高圧相窒化ホウ素を高速に製膜
することができる。
トを用いることにより、高圧相窒化ホウ素を高速に製膜
することができる。
本発明は高圧相窒化ホウ素の気相合成法に係る。
高圧相窒化ホウ素とは立方晶とウルツ鉱型の窒化ホウ素
（ｃ −ＢＮとｗ−ＢＮ）を指称し、グラファイト構造
や非晶質等の低圧相窒化ホウ素と対照され、高圧相窒化
ホウ素はダイヤモンドに匹敵する硬度と、ダイヤモンド
より優れた耐熱性及び熱伝導性を有する工業上有用な材
料である。
（ｃ −ＢＮとｗ−ＢＮ）を指称し、グラファイト構造
や非晶質等の低圧相窒化ホウ素と対照され、高圧相窒化
ホウ素はダイヤモンドに匹敵する硬度と、ダイヤモンド
より優れた耐熱性及び熱伝導性を有する工業上有用な材
料である。
従来、高圧相窒化ホウ素の気相合成法としては、窒素雰
囲気中、ホウ素イオンブレーティングするイオン化蒸着
法（第３２回応用物理学会講演予稿集２２６頁、１９８
５年）、ホウ素を蒸着させながら窒素イオンを照射する
イオン蒸着併用法（同書、２２６頁）、窒素雰囲気中で
、ホウ素をホローカソード型電子ビーム衝撃で蒸着する
ホローカソード活性化化成蒸着法（同書、２２７頁）等
がある。
囲気中、ホウ素イオンブレーティングするイオン化蒸着
法（第３２回応用物理学会講演予稿集２２６頁、１９８
５年）、ホウ素を蒸着させながら窒素イオンを照射する
イオン蒸着併用法（同書、２２６頁）、窒素雰囲気中で
、ホウ素をホローカソード型電子ビーム衝撃で蒸着する
ホローカソード活性化化成蒸着法（同書、２２７頁）等
がある。
しかしながら、上記の方法では、いずれも、高圧相のほ
かに低圧相の窒化ホウ素を含む膜しかできず、膜の特性
が劣るという問題があった。
かに低圧相の窒化ホウ素を含む膜しかできず、膜の特性
が劣るという問題があった。
また、製膜速度も１μｍ／ｈ以下と遅く、窒化ホウ素膜
の気相合成の工業上の利用を制約している。
の気相合成の工業上の利用を制約している。
そこで、本発明は、高圧相のみからなる窒化ホウ素膜を
高い製膜速度で合成する気相合成法を提供することを目
的とする。
高い製膜速度で合成する気相合成法を提供することを目
的とする。
本発明により上記問題点を解決するための手段は、アー
ク放電により発生するプラズマトーチ１−に窒化ホウ素
源を導入し、プラズマジェットを減圧または大気圧の容
器内にある基板に照射して、基板上に高圧相窒化ホウ素
を析出させることを特徴とする高圧相窒化ホウ素の気相
合成法にある。
ク放電により発生するプラズマトーチ１−に窒化ホウ素
源を導入し、プラズマジェットを減圧または大気圧の容
器内にある基板に照射して、基板上に高圧相窒化ホウ素
を析出させることを特徴とする高圧相窒化ホウ素の気相
合成法にある。
窒化ホウ素源としては、典型的には、Ｂ２１１６゜ＲＣ
ｌ−ｔなどのホウ素を含む化合物とＮ１１３などの窒素
を含む化合物または窒素ガスとを用いる。窒化ホウ素源
はプラズマ中で気相のホウ素種と窒素種を提供するもの
であればよい。気体原料が好ましい。
ｌ−ｔなどのホウ素を含む化合物とＮ１１３などの窒素
を含む化合物または窒素ガスとを用いる。窒化ホウ素源
はプラズマ中で気相のホウ素種と窒素種を提供するもの
であればよい。気体原料が好ましい。
アーク放電によってプラズマジェットを発生させるため
の放電ガスとしては、例えば、水素や、ヘリウム、アル
ゴンなどの希ガス、あるいはこれらの混合ガスなどを用
いることができる。
の放電ガスとしては、例えば、水素や、ヘリウム、アル
ゴンなどの希ガス、あるいはこれらの混合ガスなどを用
いることができる。
プラズマジェットを基板に照射するに当って、基板は減
圧下（１気圧〜数十Ｔｏｒｒ）あるいは大気圧下でよい
。基板温度が１２００℃以下となるようにプラズマトー
チと基板の距離等を：Ｊ４整する。
圧下（１気圧〜数十Ｔｏｒｒ）あるいは大気圧下でよい
。基板温度が１２００℃以下となるようにプラズマトー
チと基板の距離等を：Ｊ４整する。
高周波誘導あるいは交流、直流によるアーク放電によっ
て、プラズマトーチ内に発生ずる１万℃以上にもおよぶ
アークプラズマ中に、原料ガスを投入すると、原料ガス
は高効率で活性化され、極めて密度の高いラジカルとな
る。
て、プラズマトーチ内に発生ずる１万℃以上にもおよぶ
アークプラズマ中に、原料ガスを投入すると、原料ガス
は高効率で活性化され、極めて密度の高いラジカルとな
る。
アーク放電により急激に体積膨張したプラズマ”ガスは
、トーチのノズルから高速のプラズマジェットとなり噴
出するため、寿命の短かいラジカルを、高密度で基板に
ぶつけることができる。さらに、アーク放電による高強
度の紫外線による光励起、高速プラズマジェットの基板
衝突による局部的高温高圧状態の発生もあり、これらの
作用により、高速で、高圧相窒化ホウ素を合成すること
ができる。
、トーチのノズルから高速のプラズマジェットとなり噴
出するため、寿命の短かいラジカルを、高密度で基板に
ぶつけることができる。さらに、アーク放電による高強
度の紫外線による光励起、高速プラズマジェットの基板
衝突による局部的高温高圧状態の発生もあり、これらの
作用により、高速で、高圧相窒化ホウ素を合成すること
ができる。
第１図は、本発明のインダクションプラズマジェットを
用いる新しい高圧相窒化ホウ素の気相合成装置の図で、
１は高周波コイル、２は水冷プラズマチューブ、３は高
周波電源、４は放電ガス、５は原料ガス、６はプラズマ
ジェット、７は基板、８は水冷基板ホルダ、９はバイア
ス電源、１０は窒化ホウ素膜、１１はアーク柱である。
用いる新しい高圧相窒化ホウ素の気相合成装置の図で、
１は高周波コイル、２は水冷プラズマチューブ、３は高
周波電源、４は放電ガス、５は原料ガス、６はプラズマ
ジェット、７は基板、８は水冷基板ホルダ、９はバイア
ス電源、１０は窒化ホウ素膜、１１はアーク柱である。
３０鶴角のＳｉ基板７をトーチの２００１−下にセット
し、ロータリーポンプで系内をｌＸｌ０−”Ｔｏｒｒま
で排気後、放電ガス４としてＡｒ９００ＳＣＣＭ 。
し、ロータリーポンプで系内をｌＸｌ０−”Ｔｏｒｒま
で排気後、放電ガス４としてＡｒ９００ＳＣＣＭ 。
ＨｚｌｏｏｓｃｃＭ、原料ガスとしてＢＪ＆２０ＳＣＣ
Ｍ 、 ＮＨ３８０ＳＣＣＭ、放電周波数２７．１２Ｍ
Ｈｚ、放電出力２ＫＷ、系内圧力１００Ｔｏｒｒで１時
間製膜した。
Ｍ 、 ＮＨ３８０ＳＣＣＭ、放電周波数２７．１２Ｍ
Ｈｚ、放電出力２ＫＷ、系内圧力１００Ｔｏｒｒで１時
間製膜した。
この基板をＸ線回折、膜厚測定したところ、Ｘ線回折で
は、ｃ−ＢＮのピークおよび、若干のｗ−ＢＮのピーク
が検出されたが、ｈ−ＢＮのピークは検出されなかった
。膜厚は１２μｍであった。
は、ｃ−ＢＮのピークおよび、若干のｗ−ＢＮのピーク
が検出されたが、ｈ−ＢＮのピークは検出されなかった
。膜厚は１２μｍであった。
本実施例によれば、高圧相窒化ホウ素を１０μｍ／ｈ以
上の高い製膜速度で、合成することができた。
上の高い製膜速度で、合成することができた。
第２図は、第１図と同様な、しかし高周波誘導ではなく
、交流あるいは直流のアーク放電によりプラズマジェッ
トを発生する高圧相窒化ホウ素の気相合成装置である。
、交流あるいは直流のアーク放電によりプラズマジェッ
トを発生する高圧相窒化ホウ素の気相合成装置である。
第２図中、第１図と対応する部材、部分等は同じ参照数
字で示した。２１は陰極、２２は陽極、２３はアーク電
源である。
字で示した。２１は陰極、２２は陽極、２３はアーク電
源である。
この装置においても第１図の装置による場合と同様な高
正相窒化ホウ素の合成が可能であった。
正相窒化ホウ素の合成が可能であった。
本発明によれば、アーク放電によるプラズマジェットを
用いることにより、高圧相のみからなる窒化ホウ素膜を
節単に得ることができ、しかもその製膜速度は従来と比
べて大幅に向上する。
用いることにより、高圧相のみからなる窒化ホウ素膜を
節単に得ることができ、しかもその製膜速度は従来と比
べて大幅に向上する。
第１図および第２図はいずれも本発明の方法を実施する
ための高圧相窒化ホウ素気相合成装置を示す模式断面図
である。 ｌ・・・高周波コイル、 ２・・・水冷プラズマチューブ、 ３・・・高周波電源、 ４・・・放電ガス、５・・
・原料ガス、 ６・・・プラズマジェット７・・
・基板、 ８・・・水冷基板ホルダー、９・
・・バイアス電源、 １０・・・窒化ホウ素膜、１１
・・・アーク柱、 ２１・・・陰極、２２・・・陽
極、 ２３・・・アーク電源。 窒化ホウ素合成装置（１） ＄１ 図 １・・ 高周波コイル ７ 基板２ 水冷プラ
ズマチューブ ８ 水冷基板ボルダ−３高周波電源
９ バイアス電源４ 放電ガス １０
・窒化ホウ素膜５・原料がス １１゛°アー
ク柱６・ ゾラズマジエノト
ための高圧相窒化ホウ素気相合成装置を示す模式断面図
である。 ｌ・・・高周波コイル、 ２・・・水冷プラズマチューブ、 ３・・・高周波電源、 ４・・・放電ガス、５・・
・原料ガス、 ６・・・プラズマジェット７・・
・基板、 ８・・・水冷基板ホルダー、９・
・・バイアス電源、 １０・・・窒化ホウ素膜、１１
・・・アーク柱、 ２１・・・陰極、２２・・・陽
極、 ２３・・・アーク電源。 窒化ホウ素合成装置（１） ＄１ 図 １・・ 高周波コイル ７ 基板２ 水冷プラ
ズマチューブ ８ 水冷基板ボルダ−３高周波電源
９ バイアス電源４ 放電ガス １０
・窒化ホウ素膜５・原料がス １１゛°アー
ク柱６・ ゾラズマジエノト
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アーク放電により発生するプラズマジェットに窒化
ホウ素源を導入し、該プラズマジェットを減圧または大
気圧の容器内にある基板に照射して、基板上に高圧相窒
化ホウ素を析出させることを特徴とする高圧相窒化ホウ
素の気相合成法。 ２、プラズマジェットを発生させる放電ガスが水素もし
くは希ガスまたはこれらの混合ガスを用いる特許請求の
範囲第１項記載の高圧相窒化ホウ素の気相合成法。 ３、原料の窒化ホウ素源がホウ素を含む化合物と窒素を
含む化合物または窒素とからなる特許請求の範囲第１項
記載の高圧相窒化ホウ素の気相合成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112553A JPH089519B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 高圧相窒化ホウ素の気相合成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112553A JPH089519B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 高圧相窒化ホウ素の気相合成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63277767A true JPS63277767A (ja) | 1988-11-15 |
| JPH089519B2 JPH089519B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=14589544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62112553A Expired - Lifetime JPH089519B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 高圧相窒化ホウ素の気相合成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089519B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02250969A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-08 | Yukio Ichinose | 窒化ほう素の製造法 |
| JPH04235283A (ja) * | 1990-12-31 | 1992-08-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 被膜形成装置及び被膜形成方法 |
| JPH04337076A (ja) * | 1991-05-14 | 1992-11-25 | Yuuha Mikakutou Seimitsu Kogaku Kenkyusho:Kk | 高圧力下でのプラズマ及びラジカルｃｖｄ法による高速成膜方法 |
| JPH0544041A (ja) * | 1990-12-12 | 1993-02-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 被膜形成装置及び被膜形成方法 |
| JP2009202087A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Toyota Gakuen | 窒化処理法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61275198A (ja) * | 1985-05-30 | 1986-12-05 | Mitsubishi Metal Corp | 窒化ほう素被膜の析出形成方法 |
| JPS61295377A (ja) * | 1985-06-20 | 1986-12-26 | バルツエルス アクチエンゲゼルシヤフト | 薄膜形成方法 |
| JPS63176400A (ja) * | 1987-01-16 | 1988-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ホウ素薄膜の製造方法 |
-
1987
- 1987-05-11 JP JP62112553A patent/JPH089519B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61275198A (ja) * | 1985-05-30 | 1986-12-05 | Mitsubishi Metal Corp | 窒化ほう素被膜の析出形成方法 |
| JPS61295377A (ja) * | 1985-06-20 | 1986-12-26 | バルツエルス アクチエンゲゼルシヤフト | 薄膜形成方法 |
| JPS63176400A (ja) * | 1987-01-16 | 1988-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ホウ素薄膜の製造方法 |
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPH02250969A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-08 | Yukio Ichinose | 窒化ほう素の製造法 |
| JPH0544041A (ja) * | 1990-12-12 | 1993-02-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 被膜形成装置及び被膜形成方法 |
| JPH04235283A (ja) * | 1990-12-31 | 1992-08-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 被膜形成装置及び被膜形成方法 |
| JPH04337076A (ja) * | 1991-05-14 | 1992-11-25 | Yuuha Mikakutou Seimitsu Kogaku Kenkyusho:Kk | 高圧力下でのプラズマ及びラジカルｃｖｄ法による高速成膜方法 |
| JP2009202087A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Toyota Gakuen | 窒化処理法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH089519B2 (ja) | 1996-01-31 |
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