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立方晶窒化ホウ素の製造方法

シーズコード S130011044
掲載日 2013年6月7日
研究者
  • 堤井 君元
  • 松本 精一郎
技術名称 立方晶窒化ホウ素の製造方法
技術概要 プラズマ装置の反応容器内において、基体上に窒化ホウ素を堆積させることにより立方晶窒化ホウ素を製造する方法であり、フッ素あるいはフッ素を含むガス種を含む気相をプラズマによって活性化し、反応容器壁あるいは反応容器内に設置した参照電極に対し、基体の時間平均電位を同電位あるいは正にバイアスすることにより、立方晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素を堆積させる。例えば、図1に示す13.56MHzの高周波を用いる高周波誘導プラズマ装置において、シリコン基板1を基板ホルダー2上におき、反応室3を排気ポンプ5により10-4 Paまで排気後、ガス供給器7より、バルブ8を通して、He 20 sccm,N 1 sccm,H 5sccmを流し、高周波電源9からの1.5 kWの高周波をワークコイル10に供給し、プラズマを発生させる。バルブ8を通して10%BF/He 30 sccmを流し、直流バイアス電源11により+30 Vの直流バイアスを基板ホルダー2を通して基板1にかけ、基板温度1000℃にて、20 Pa下の30分間の合成により、基板1上に窒化ホウ素膜が得られた。
画像

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研究分野
  • 無機工業薬品,無機材料
展開可能なシーズ 従来のcBNの製造方法では、イオン衝撃による運動量転化の影響等のため、得られたc-BN膜は、基体との密着性が悪い、結晶性が悪い、結晶サイズが小さい等の問題があり、cBN本来の特性が発揮できず、ハードコーティングや光電子デバイスへの応用が難しかった。そこで、プラズマ装置の反応容器内において、基体上に窒化ホウ素を堆積させることにより立方晶窒化ホウ素を製造する方法を提供する。
フッ素を含む原料ガスと、高密度プラズマを用い、参照電極の電位に対して、基板に零あるいは正のバイアス電圧を印加すること、あるいは基体をフロート電位にすることにより、45eV以下の従来より低いイオン衝撃エネルギーにて、さらに0から3eV程度の極めて低いイオン衝撃エネルギーにおいても、c-BN膜の作製を可能とした。
用途利用分野 工具、耐磨耗材料、光学材料、半導体材料、短波長用光電子材料
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 独立行政法人物質・材料研究機構, 国立大学法人九州大学, . 堤井 君元, 松本 精一郎, . 立方晶窒化ホウ素の製造方法. 特開2008-222488. 2008-09-25
  • C01B  21/064    
  • C23C  16/38     
  • C23C  16/507    

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