JP2000178738A - ダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型、工具等のダイヤモンド状炭素膜を被覆
した部材において、特に高温条件下において、母材とダ
イヤモンド状炭素膜との密着性を向上させ、その寿命を
向上させる。 【解決手段】 母材とダイヤモンド状炭素膜との間に、
下地層および中間層、または、中間層を有し、下地層ま
たは中間層の母材に接する界面から５nmまでの平均酸素
濃度および／または母材の下地層または中間層に接する
界面から５nmまでの平均酸素濃度は３〜５０mol％であ
るダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種金型、ツール
等、耐摩耗性および耐衝撃性を必要とする各種部材に用
いられるダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】気相法により製造されるダイヤモンド状
炭素膜（ＤＬＣ膜）は、硬度が高く、摩擦係数が低いた
め、耐摩耗性、耐久性に優れている。また、任意形状の
物品に被着することができる。そのため、耐摩耗性を必
要とする金型、工具等に用いられ、その寿命向上に効果
が得られている場合がある。

【０００３】しかしながら、ＤＬＣ膜を被覆すると表面
の摩耗は防止されるが、ＤＬＣ膜は金属、例えば、工具
鋼、ステンレス鋼等の鉄鋼、超硬合金、あるいは、アル
ミニウム合金等に対する密着力が弱く、外力の作用で母
材から剥離し易いという問題がある。そのため、使用で
きる母材材質や用途がかなり制限されていた。上記の鉄
系材料等は金型、工具等に用いられ、用途が広く、これ
らの母材の表面に形成されるＤＬＣ膜の母材への密着性
を向上させることが耐久性、寿命向上のために重要であ
る。

【０００４】そこで、各種中間層を母材とＤＬＣ膜との
間に介在させることにより、密着性を改善する試みがい
くつかなされている。

【０００５】例えば、特開昭６１−１０４０７８号公報
には、周期表第４Ａ〜６Ａ族（４〜６族）金属の炭化
物、炭窒化物、炭酸化物、炭窒酸化物、炭硼化物あるい
はＳｉの炭化物、炭窒化物（いずれも非化学量論的化合
物）、または、これらの相互固溶体で形成した単層また
は多重層の中間層、および、中間層を２層構成とし、Ｄ
ＬＣ膜側を上記と同じ構成の層とし、母材側を周期表４
Ａ〜６Ａ族金属の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、ま
たは、これらの相互固溶体で形成された単層または多重
層とした構成の層とすることが開示されている。また、
特開昭６２−１１６７６７号（特公平６−６０４０４
号）公報には、母材側のクロムまたはチタンを主体とす
る下層と、ＤＬＣ膜側のシリコンまたはゲルマニウムを
主体とする上層とからなる中間層が開示されている。特
開平５−３１１４４４号公報には、母材側の周期表第４
Ａ〜６Ａ族金属の炭化物、窒化物あるいは窒炭化物から
なる硬質化合物膜の層と、ＤＬＣ膜側のシリコン膜また
はゲルマニウム膜の層とを積層した中間層が開示されて
いる。また、特開平５−１２４８７５号公報には、珪素
と炭素の非晶質混合物からなる中間層が開示されてい
る。さらには、特開平２−１２０２４５号公報には、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｈｆ、ＢまたはＳｉの炭化物からなる中間層
が開示されいている。

【０００６】しかし、それらに関しても未だ母材とＤＬ
Ｃ膜との密着力は充分とは言えず、例えば金型におい
て、成型時に異物が混入したりしてＤＬＣ膜および中間
層を被覆した金型に衝撃的な力が加わった場合、ＤＬＣ
膜および中間層が金型母材から剥離してしまい、思うよ
うに寿命向上が果たせないという問題がある。

【０００７】また、近年、例えば高温条件下で金型を使
用する必要があるなど、それ自体または雰囲気の温度が
高い条件（３００℃以上）でＤＬＣ膜を被覆した部材が
使用される用途のニーズが高くなってきている。そのよ
うな用途の場合、より中間層が母材から剥離しやすく、
十分な耐久性、寿命が得られていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特に
高温条件下で使用される金型、工具等のダイヤモンド状
炭素膜を被覆した部材において、母材とダイヤモンド状
炭素膜との密着性を向上させてその寿命を向上させるこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の本発
明によって達成される。

【００１０】（１） 母材上にダイヤモンド状炭素膜を
被覆した部材であって、母材上に、周期表第４Ａ族（４
族）金属（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）、周期表第５Ａ族（５
族）金属（Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ）および周期表第６Ａ族（６
族）金属（Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ）のいずれか一種以上を含有
する下地層を有し、この下地層上に、Ｓｉを含有する中
間層を有し、この中間層上に、ダイヤモンド状炭素膜を
有し、前記下地層の前記母材に接する界面から５nmまで
の平均酸素濃度および／または前記母材の前記下地層に
接する界面から５nmまでの平均酸素濃度が、３〜５０mo
l％であるダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材。 （２） 前記中間層が、ＳｉまたはＳｉの炭化物から形
成されている上記（１）のダイヤモンド状炭素膜を被覆
した部材。 （３） 前記中間層の組成を、ＳｉＣ_pＨ_qと表したとき ０≦ｐ≦２５、 ０≦ｑ≦２０ である上記（２）のダイヤモンド状炭素膜を被覆した部
材。 （４） 前記下地層が、周期表第４Ａ族（４族）金属
（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）、周期表第５Ａ族（５族）金属
（Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ）および周期表第６Ａ族（６族）金属
（Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ）のいずれか一種以上を、金属、炭化
物または炭窒化物のいずれかの形で含有する上記（１）
〜（３）のいずれかのダイヤモンド状炭素膜を被覆した
部材。 （５） 母材上にダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材
であって、母材上に、周期表第５Ａ族（５族）金属
（Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ）の珪化物、これらの珪炭化物、周期
表第６Ａ族（６族）金属（Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ）の珪化物、
これらの珪炭化物、Ｔｉの珪化物、Ｔｉの珪炭化物、Ｚ
ｒの珪化物およびＺｒの珪炭化物のいずれか一種以上を
含有する中間層を有し、この中間層上に、ダイヤモンド
状炭素膜を有し、前記下地層の前記母材に接する界面か
ら５nmまでの平均酸素濃度および／または前記母材の前
記下地層に接する界面から５nmまでの平均酸素濃度が、
３〜５０mol％であるダイヤモンド状炭素膜を被覆した
部材。 （６） 前記中間層のＯを除いた組成をＭＳｉ_aＣ_b（た
だし、ＭはＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉおよ
びＺｒのいずれか一種以上である）と表したとき ０．３≦ａ≦１０、 ０≦ｂ≦５、 ０．３≦ａ＋ｂ≦１０ である上記（５）のダイヤモンド状炭素膜を被覆した部
材。 （７） 前記中間層が、前記母材側にＶ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、ＴｉおよびＺｒのいずれか一種以上が
多く、前記ダイヤモンド状炭素膜側にＳｉおよび／また
はＣが多い傾斜構造を有する上記（５）または（６）の
ダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材。 （８） 母材上にダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材
であって、母材上に、Ｓｉの炭化物または炭窒化物を含
有する中間層を有し、この中間層上に、ダイヤモンド状
炭素膜を有し、前記下地層の前記母材に接する界面から
５nmまでの平均酸素濃度および／または前記母材の前記
下地層に接する界面から５nmまでの平均酸素濃度が、３
〜５０mol％であるダイヤモンド状炭素膜を被覆した部
材。 （９） 前記母材がステンレス鋼、SKS、SKD、超硬合
金、ステライト、SNCMまたはDC５３である上記（１）〜
（８）のいずれかのダイヤモンド状炭素膜を被覆した部
材。 （１０） 前記ダイヤモンド状炭素膜の基本組成をＣＨ
_xＳｉ_yＯ_zＮ_vＦ_wと表したとき、モル比を表すｘ，ｙ，
ｚ，ｖ，ｗがそれぞれ、 ０．０５≦ｘ≦０．７、 ０≦ｙ≦３．０、 ０≦ｚ≦１．０、 ０≦ｖ≦１．０、 ０≦ｗ≦０．２ である上記（１）〜（９）のいずれかのダイヤモンド状
炭素膜を被覆した部材。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明のダイヤモンド状炭素膜（ＤＬＣ
膜）を被覆した部材は、母材とＤＬＣ膜との間に、下地
層および中間層、または、中間層が設けられたものであ
る。そして、母材上の下地層または中間層の母材に接す
る界面から５nmまでの平均酸素濃度および／または母材
の下地層または中間層に接する界面から５nmまでの平均
酸素濃度は３〜５０mol％である。どちらか片方の界面
に酸素が含有されていれば、本発明の効果は得られる
が、母材上の下地層または中間層の母材に接する界面か
ら５nmまでの平均酸素濃度、母材の下地層または中間層
に接する界面から５nmまでの平均酸素濃度ともに３〜５
０mol％であることが好ましい。ここでいう酸素濃度
は、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）により測定した場合
の酸素濃度のことをいう。また、下地層側または中間層
側から深さ方向にＡＥＳ測定を行ったとき、Ｔａ等の下
地層または中間層の成分のピークは界面付近になると小
さくなり、Ｆｅ等の母材の成分のピークは界面付近にな
ると大きくなるが、その強度が等しくなった点を本明細
書では界面という。

【００１３】このように母材と下地層との界面、また
は、母材と中間層との界面に３〜５０mol％の酸素を含
有させることによって、鋼材等を材質とする母材とＤＬ
Ｃ膜との密着性が格段と向上し、例えば金型や工具に本
発明を適用した場合、特に２５０〜７００℃程度の高温
条件下の使用においてその寿命が著しく長くなる。これ
は、母材と下地層との間または母材と中間層との間にお
けるそれぞれの強固な密着性によって得られると考えら
れる。また、下地層、中間層を後述のものとすることに
よって、下地層と中間層との間、中間層とＤＬＣ膜との
間も強固な密着性が得られ、長寿命化に寄与していると
考えられる。ただし、母材と下地層との界面、または、
母材と中間層との界面に３〜５０mol％の酸素を含有さ
せなければ、密着性が低くなるので、本発明の効果は得
られない。

【００１４】まず、本発明で用いられる母材について説
明する。なお、母材に含有させる酸素については後述す
る。

【００１５】本発明において、下地層、中間層を介して
ＤＬＣ膜が被覆される母材としては、例えば金型や工具
類等の力が加わる部材、すなわち耐衝撃性および耐摩耗
性が要求される部材にＤＬＣ膜が用いられることから、
このような部材の構成材料となりうるものであれば特に
制限はない。こうした構成材料としては、種々の金属系
の材料があり、鉄鋼や非鉄金属をはじめ、その他サーメ
ット等が挙げられる。鉄鋼としては、ステンレス綱（JI
S:SUS303、304、316、420J、440CおよびELMAX、STAVAX
等）、工具綱（JIS:SK2、SKH、SKS2、3、4、11、SKD1
1、61およびDC53等）、合金綱（JIS:SCM、SNCM、SNC、S
Cr等）、ダイス綱などがある。また、非鉄金属として
は、アルミニウム合金、銅合金（りん青銅、洋白等）、
チタン合金、マグネシウム合金、超硬合金（JIS:S種、G
種、D種およびM45、46、63S等）、ステライトなどがあ
る。これらの中でも、各種のステンレス鋼、SKS、SKD、
超硬合金、ステライト、SNCMおよびDC53を用いることが
好ましい。

【００１６】このような母材は、目的・用途等に応じ
て、種々の形状にして用いられる。

【００１７】次に、母材上に設けられる本発明の下地
層、中間層について説明する。本発明の下地層、中間層
にはいくつかの構成がある。

【００１８】本発明の下地層、中間層の第一の構成は、
母材側に、周期表第４Ａ族（４族）金属（Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ）、周期表第５Ａ族（５族）金属（Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ）および周期表第６Ａ族（６族）金属（Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗ）のいずれか一種以上を含有する下地層を有し、ＤＬ
Ｃ膜側に、Ｓｉを含有する中間層を有するものである。

【００１９】まず、母材側に形成される下地層について
説明する。なお、含有させる酸素については後述する。

【００２０】下地層は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷのいずれか一種以上を含有す
る。特に、Ｔｉ、Ｔａ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏを含有すること
が好ましく、中でもＴａを含有することが好ましい。ま
た、中間層がＳｉＣ系膜である場合はＴｉおよび／また
はＴａを含有することが特に好ましい。下地層は、２種
以上の金属を含有するものであってもよい。

【００２１】これらの周期表第４Ａ族（４族）金属（Ｔ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）、周期表第５Ａ族（５族）金属（Ｖ，
Ｎｂ，Ｔａ）および周期表第６Ａ族（６族）金属（Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗ）は、金属単体（合金を含む）、炭化物、
窒化物、炭窒化物、炭酸化物、炭窒酸化物または炭硼化
物のいずれかの形で存在することが好ましい。特に、金
属単体（合金を含む）、炭化物または炭窒化物のいずれ
かの形で存在することが好ましく、さらには、下地層は
金属から形成されていることが好ましい。なお、下地層
が２種以上から形成されている場合、通常、相互固溶体
として存在する。また、これらの炭化物、炭窒化物等
は、化学量論組成であっても、非化学量論組成であって
もかまわない。この場合、金属元素１molに対して、Ｏ
を除いた非金属元素が１０mol以下であることが好まし
い。

【００２２】また、母材界面付近においては母材の構成
成分が拡散していてもよく、中間層界面付近においては
中間層の構成成分が拡散していてもよい。

【００２３】このような下地層は、通常、アモルファス
状態である。

【００２４】上記の下地層は、真空蒸着法、スパッタ
法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や熱ＣＶＤ
法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等のＣＶＤ法によっ
て形成することができる。また、湿式メッキ法、溶射、
クラッド接合等により形成してもよい。具体的には公知
の方法による。

【００２５】なかでも、下地層はスパッタ法により形成
することが好ましい。この場合、目的とする組成に応じ
たターゲットを用い、高周波電力、交流電力、直流電力
のいずれかを付加し、ターゲットをスパッタし、これを
母材（基板）上にスパッタ堆積させることにより下地層
を形成する。

【００２６】ターゲットは、通常、下地層と同じ組成の
ものを用いればよいが、Ｔａ等の金属とＣ等とをターゲ
ットとする多元スパッタとしてもよいし、反応性スパッ
タでＣ等を導入する場合はその成分を含まないターゲッ
トを用いることができる。

【００２７】スパッタガスには、通常のスパッタ装置に
使用される不活性ガスが使用できる。中でも、Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｘｅのいずれか、あるいは、これらの少なくとも１
種以上のガスを含む混合ガスを用いることが好ましい。

【００２８】また、反応性スパッタを行ってもよく、反
応性ガスとしては、酸化物を形成する場合、Ｏ₂ 、Ｃ
Ｏ、ＣＯ₂等が挙げられ、窒化物を形成する場合、
Ｎ₂ 、ＮＨ₃ 、ＮＯ、ＮＯ₂ 、Ｎ₂ Ｏ等が挙げられ、炭
化物を形成する場合、ＣＨ₄ 、Ｃ₂Ｈ₂ 、Ｃ₂ Ｈ₄ 、Ｃ
Ｏ等が挙げられる。これらの反応性ガスは単独で用いて
も、２種以上を混合して用いてもよい。

【００２９】スパッタ時の動作圧力は、０．００２〜
０．５Torrの範囲が好ましい。また、成膜中にスパッタ
ガスの圧力を、前記範囲内で変化させることにより、濃
度勾配を有する下地層を容易に得ることができる。

【００３０】スパッタ法としては、ＲＦ電源を用いた高
周波スパッタ法を用いても、ＤＣスパッタ法を用いても
よい。スパッタ装置の電力としては、ＤＣスパッタで
０．５〜３０Ｗ／cm²程度、周波数１〜５０MHzの高周波
スパッタでは０．５〜３０Ｗ／cm²程度、５０kHz〜１MH
zの低周波では０．５〜３０Ｗ／cm²程度が好ましい。ま
た、対象物にバイアス電圧を印加してもよい。

【００３１】成膜速度は３〜３００nm／minの範囲が好
ましい。

【００３２】また、基板温度は１０〜１５０℃であるこ
とが好ましい。

【００３３】また、下地層は蒸着法により形成してもよ
い。蒸着法としては、抵抗加熱方式であっても電子ビー
ム加熱方式であってもよい。また、２元蒸着であって
も、１元蒸着であってもよい。１元蒸着でも、膜組成は
蒸着源の組成とほぼ同じものが経時的に安定して得られ
る。

【００３４】真空蒸着の条件は特に限定されないが、真
空度は１０^-5Torr以下、特に１０^-6Torr以下が好まし
い。成膜速度は、通常、３〜３００nm／min程度が好ま
しい。

【００３５】次に、ＤＬＣ膜側に形成される中間層につ
いて説明する。

【００３６】中間層は、Ｓｉを含有し、ＳｉまたはＳｉ
の炭化物から形成されていることが好ましい。

【００３７】中間層は、その他に、水素を含んでいても
よい。

【００３８】中間層の基本組成をＳｉＣ_pＨ_qと表したと
き、 ０≦ｐ≦２５、 ０≦ｑ≦２０ であることが好ましい。ｑがこれより大きくて炭素が多
くなると、下地層との密着力が悪くなってくる。ｒがこ
れより大きくて水素が多くなっても、密着力が悪くなっ
てくる。

【００３９】また、下地層界面付近においては下地層の
構成成分が拡散していてもよく、ＤＬＣ膜界面付近にお
いてはＤＬＣ膜の構成成分が拡散していてもよい。

【００４０】このような中間層は、通常、アモルファス
状態である。

【００４１】上記の中間層は、真空蒸着法、スパッタ
法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や熱ＣＶＤ
法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等のＣＶＤ法によっ
て形成することができる。また、湿式メッキ法、溶射、
クラッド接合等により形成してもよい。具体的には公知
の方法による。

【００４２】なかでも、上記の中間層はスパッタ法によ
り形成することが好ましい。この場合、目的とする組成
に応じたターゲットを用い、高周波電力、交流電力、直
流電力のいずれかを付加し、ターゲットをスパッタし、
これを下地層上にスパッタ堆積させることにより中間層
を形成する。

【００４３】ターゲットは、通常、中間層と同じ組成の
もの、つまり、ＳｉまたはＳｉＣを用いればよいが、Ｓ
ｉとＣとをターゲットとする多元スパッタとしてもよい
し、反応性スパッタでＣ等を導入する場合はその成分を
含まないターゲットを用いることができる。

【００４４】スパッタガスには、通常のスパッタ装置に
使用される不活性ガスが使用できる。中でも、Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｘｅのいずれか、あるいは、これらの少なくとも１
種以上のガスを含む混合ガスを用いることが好ましい。

【００４５】また、反応性スパッタを行ってもよく、反
応性ガスとしては、炭素を導入する場合には、ＣＨ₄ 、
Ｃ₂ Ｈ₂ 、Ｃ₂ Ｈ₄ 、ＣＯ等を用い、珪素を導入する場
合には、シランガス等を用いる。また、水素を導入する
場合には、Ｈ₂等を用い、酸素を導入する場合、Ｏ₂ 、
ＣＯ等を用いる。これらの反応性ガスは単独で用いて
も、２種以上を混合して用いてもよい。

【００４６】スパッタ時の動作圧力は、０．００２〜
０．５Torrの範囲が好ましい。また、成膜中にスパッタ
ガスの圧力を、前記範囲内で変化させることにより、濃
度勾配を有する中間層を容易に得ることができる。

【００４７】スパッタ法としては、ＲＦ電源を用いた高
周波スパッタ法を用いても、ＤＣスパッタ法を用いても
よい。スパッタ装置の電力としては、ＤＣスパッタで
０．５〜３０Ｗ／cm²程度、周波数１〜５０MHzの高周波
スパッタでは０．５〜３０Ｗ／cm²程度、５０kHz〜１MH
zの低周波では０．５〜３０Ｗ／cm²程度が好ましい。

【００４８】成膜速度は１〜３００nm／minの範囲が好
ましい。

【００４９】また、基板温度は１０〜１５０℃であるこ
とが好ましい。

【００５０】また、中間層は蒸着法により形成してもよ
い。蒸着法としては、抵抗加熱方式であっても電子ビー
ム加熱方式であってもよい。また、２元蒸着であって
も、１元蒸着であってもよい。１元蒸着でも、膜組成は
蒸着源の組成とほぼ同じものが経時的に安定して得られ
る。

【００５１】真空蒸着の条件は特に限定されないが、真
空度は１０^-5Torr以下、特に１０^-6Torr以下が好まし
い。成膜速度は、通常、１〜３００nm／min程度が好ま
しい。

【００５２】この他、ＳｉＣ系膜は、特願平２−１４４
８０号に記載されているバイアス印加プラズマＣＶＤ
法、または、特開昭５８−１７４５０７号および特開平
１−２３４３９６号に記載されたイオン化蒸着法により
形成できる。

【００５３】イオン化蒸着法およびバイアス印加ＣＶＤ
法においては、下記の単独または混合ガスを用いる。す
なわち、次の（１）の炭素および珪素を共に含有する低
分子量の化合物のガス、（２）と（３）、（１）と
（２）、（１）と（３）または（１）と（２）と（３）
の低分子量の化合物の混合ガスである。

【００５４】（１）有機けい素化合物−メチルシランＣ
Ｈ₃ＳｉＨ₃、ジメチルシラン（ＣＨ₃）₂ＳｉＨ₂、トリ
メチルシラン（ＣＨ₃）₃ＳｉＨ、テトラメチルシランＳ
ｉ（ＣＨ₃）₄。

【００５５】（２）けい素化合物−シランＳｉＨ₄、ジ
シランＳｉ₂Ｈ₆。

【００５６】（３）炭素化合物−メタンＣＨ₄、エタン
Ｃ₂Ｈ₆、プロパンＣ₃Ｈ₈、エチレンＣ₂Ｈ₄、アセチレン
Ｃ₂Ｈ₂。

【００５７】これに用いられる装置の具体例について
は、特開平５−１２４８７５号に開示されており、これ
らを好ましく用いることができる。

【００５８】バイアス印加プラズマＣＶＤ法では高周波
電源を用いることが好ましく、高周波電力としては１０
W〜５kW程度である。また、通常、バイアス電圧は−５
０V〜−５kV、全圧は０．０１〜０．５Torr、反応時間
は１〜６０分、電極間距離は例えば４cm程度、ガス流量
は５〜１０００sccmであり、基板温度は１０〜３００℃
である。

【００５９】一方、イオン化蒸着法においては、真空容
器内を１０^-6Torr程度までの高真空とする。この真空容
器内には交流電源によって加熱されて熱電子を発生する
フィラメントが設けられ、このフィラメントを取り囲ん
で対電極が配置され、フィラメントとの間に電圧Ｖｄを
与える。また、フィラメント、対電極を取り囲んでイオ
ン化ガス閉じこめ用の磁界を発生する電磁コイルが配置
されている。原料ガスはフィラメントからの熱電子と衝
突して、プラスの熱分解イオンと電子を生じ、このプラ
スイオンはグリッドに印加された負電位Ｖａにより加速
される。この、Ｖｄ，Ｖａおよびコイルの磁界を調整す
ることにより、組成や膜質を変えることができる。ま
た、バイアス電圧を印加してもよい。

【００６０】この場合の原料ガスの流量はその種類に応
じて適宜決定すればよい。動作圧力は、通常、０．０１
〜０．５Torr程度が好ましい。

【００６１】中間層の成膜には、特に、複雑な形状の金
型における密着力の点からスパッタ法が、膜欠陥の少な
さからプラズマＣＶＤ法が好ましく用いられる。

【００６２】上記のような下地層と中間層とは、合計で
２０A（２nm）〜５μm の厚さであることが好ましく、
さらには５０A（５nm）〜１μm の厚さであることが好
ましい。下地層および中間層の各厚さは１０A（１nm）
〜２．５μm が好ましく、さらには２５A（２．５nm ）
〜０．５μm が好ましい。このような厚さとすることで
密着性が向上する。これに対し、薄すぎると密着性向上
の効果が十分ではなくなり、厚すぎると耐衝撃性が悪く
なってくる。

【００６３】上記のような下地層および中間層は、生産
性の点などから、通常、各１層ずつ設けることが好まし
いが、場合によっては、各膜を多層構成としてもよい。
多層構成とする場合は合計で上記範囲の厚さとなるよう
にすればよい。

【００６４】次に、本発明の第二の構成の中間層につい
て説明する。なお、含有させる酸素については後述す
る。

【００６５】本発明の中間層の第二の構成は、母材とＤ
ＬＣ膜との間に中間層が設けられており、この中間層
は、周期表第５Ａ族（５族）金属（Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ）の
珪化物、これらの珪炭化物、周期表第６Ａ族（６族）金
属（Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ）の珪化物、これらの珪炭化物、Ｔ
ｉの珪化物、Ｔｉの珪炭化物、Ｚｒの珪化物およびＺｒ
の珪炭化物のいずれか一種以上を含有するものである。
これらの場合、下地層を設けなくても母材と中間層との
間、中間層とＤＬＣ膜との間で強固な密着性が得られ
る。また、下地層を形成しなくてよいので、製造工程が
少なく、歩留まり、スループットに優れ、生産性が高い
という利点がある。

【００６６】中間層のＯを除いた組成をＭＳｉ_aＣ_b（た
だし、ＭはＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉおよ
びＺｒのいずれか一種以上である）と表したとき、 ０．３≦ａ≦１０、好ましくは１≦ａ≦６、 ０≦ｂ≦５、好ましくは０≦ｂ≦３、 ０．３≦ａ＋ｂ≦１０、好ましくは１≦ａ＋ｂ≦６ である。ａがこれより大きくて珪素が多くなると、母材
との密着力が悪くなる。ａがこれより小さくて珪素が少
なくなると、ＤＬＣ膜との密着力が悪くなる。ｂがこれ
より大きくて炭素が多くなると、母材との密着力が悪く
なる。ｂがこれより小さくて炭素が少なくなると、ＤＬ
Ｃ膜との密着力が悪くなる。また、ａ＋ｂがこれより大
きくても母材との密着力が悪くなり、ａ＋ｂがこれより
小さくてもＤＬＣ膜との密着力が悪くなる。

【００６７】用いる金属Ｍは、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、
Ｍｏ、Ｗ、ＴｉおよびＺｒのいずれか一種以上であり、
二種以上を併用してもよい。特に、Ｔｉ、Ｔａ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｏを用いることが好ましく、中でもＴｉ、Ｔａを
用いることが好ましい。

【００６８】また、母材界面付近においては母材材料が
拡散していてもよく、ＤＬＣ膜の界面付近においてはＤ
ＬＣ膜の構成成分が拡散していてもよい。

【００６９】中間層は、その他に、水素を２５原子％以
下、好ましくは２０原子％以下含んでいてもよい。水素
の含有量がこれを超えると、母材との密着力が悪くなっ
てくる。

【００７０】また、上記の中間層は、全体の平均値とし
てこのような組成であれば、膜厚方向に濃度勾配をもっ
ていてもよく、母材側にＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｗ、ＴｉおよびＺｒのいずれか一種以上が多く、ＤＬＣ
膜側にＳｉおよび／またはＣが多い傾斜構造を有するこ
とが好ましい。母材側にＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｗ、ＴｉおよびＺｒのいずれか一種以上が多いと中間層
の母材に対する密着性がさらに向上し、ＤＬＣ膜側にＳ
ｉおよび／またはＣが多いと中間層のＤＬＣ膜に対する
密着性がさらに向上する。そのため、中間層を上記のよ
うな傾斜構造とすれば、寿命がより長くなる。特に、母
材に接する界面から１０nmまで、あるいは、膜厚の１／
２までの小さい方のＯを除いた組成の平均値が、ＭＳｉ
_aＣ_bと表したとき、 ０≦ａ＋ｂ≦５ であることが好ましい。また、ＤＬＣ膜に接する界面か
ら１０nmまで、あるいは、膜厚の１／２までの小さい方
のＯを除いた組成の平均値が、ＭＳｉ_aＣ_bと表したと
き、 １≦ａ＋ｂ であることが好ましい。ただし、ＭはＶ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、ＴｉおよびＺｒのいずれか一種以上を
表す。

【００７１】このような中間層は、通常、アモルファス
状態である。

【００７２】中間層は、２０A（２nm）〜５μm の厚さ
であることが好ましく、さらには５０A（５nm）〜１μm
の厚さであることが好ましい。このような厚さとする
ことで密着性が向上する。これに対し、中間層が薄すぎ
ると密着性向上の効果が十分ではなくなり、厚すぎると
耐衝撃性が悪くなってくる。

【００７３】上記の中間層は、真空蒸着法、スパッタ
法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や熱ＣＶＤ
法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等のＣＶＤ法によっ
て形成することができる。また、湿式メッキ法、溶射、
クラッド接合等により形成してもよい。具体的には公知
の方法による。

【００７４】なかでも、上記の中間層はスパッタ法によ
り形成することが好ましい。この場合、目的とする組成
に応じたターゲットを用い、高周波電力、交流電力、直
流電力のいずれかを付加し、ターゲットをスパッタし、
これを母材（基板）上にスパッタ堆積させることにより
中間層を形成する。

【００７５】ターゲットは、通常、中間層と同じ組成の
ものを用いればよいが、Ｔａ等の金属とＳｉとをターゲ
ットとする多元スパッタとしてもよいし、反応性スパッ
タでＣやＳｉを導入する場合はその成分を含まないター
ゲットを用いることができる。

【００７６】スパッタガスには、通常のスパッタ装置に
使用される不活性ガスが使用できる。中でも、Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｘｅのいずれか、あるいは、これらの少なくとも１
種以上のガスを含む混合ガスを用いることが好ましい。

【００７７】また、反応性スパッタを行ってもよく、反
応性ガスとしては、炭素を導入する場合には、ＣＨ₄ 、
Ｃ₂ Ｈ₂ 、Ｃ₂ Ｈ₄ 、ＣＯ等を用い、珪素を導入する場
合には、シランガス等を用いる。また、また、水素を導
入する場合には、Ｈ₂等を用い、酸素を導入する場合、
Ｏ₂ 、ＣＯ等を用いる。これらの反応性ガスは単独で用
いても、２種以上を混合して用いてもよい。

【００７８】スパッタ時の動作圧力は、０．００２〜
０．５Torrの範囲が好ましい。また、成膜中にスパッタ
ガスの圧力を、前記範囲内で変化させることにより、濃
度勾配を有する中間層を容易に得ることができる。

【００７９】スパッタ法としては、ＲＦ電源を用いた高
周波スパッタ法を用いても、ＤＣスパッタ法を用いても
よい。スパッタ装置の電力としては、ＤＣスパッタで
０．５〜３０Ｗ／cm²程度、周波数１〜５０MHzの高周波
スパッタでは０．５〜３０Ｗ／cm²程度、５０kHz〜１MH
zの低周波では０．５〜３０Ｗ／cm²程度が好ましい。ま
た、対象物にバイアス電圧を印加してもよい。

【００８０】成膜速度は１〜３００nm／minの範囲が好
ましい。

【００８１】また、基板温度は１０〜１５０℃であるこ
とが好ましい。

【００８２】また、本発明の中間層は蒸着法により形成
してもよい。蒸着法としては、抵抗加熱方式であっても
電子ビーム加熱方式であってもよい。蒸着源には、Ｔａ
等の金属とＳｉとを用いる２元蒸着であっても、中間層
と同じ組成のものを用いる１元蒸着であってもよい。１
元蒸着でも、膜組成は蒸着源の組成とほぼ同じものが経
時的に安定して得られる。

【００８３】真空蒸着の条件は特に限定されないが、真
空度は１０^-5Torr以下、特に１０^-6Torr以下が好まし
い。成膜速度は、通常、１〜３００nm／min程度が好ま
しい。

【００８４】また、中間層は、プラズマＣＶＤ法、イオ
ン化蒸着法によっても形成でき、その場合、後述するＤ
ＬＣ膜を参考にして成膜すればよい。

【００８５】中間層は、生産性の点などから、通常、１
層のみを設けるが、場合によっては、多層構成としても
かまわない。多層構成とする場合は合計で上記範囲の厚
さとなるようにすればよい。

【００８６】次に、本発明の第三の構成の中間層につい
て説明する。なお、含有させる酸素については後述す
る。

【００８７】本発明の中間層の第三の構成は、母材とＤ
ＬＣ膜との間に中間層が設けられており、この中間層
は、Ｓｉの炭化物または炭窒化物を含有するものであ
る。

【００８８】Ｓｉの炭化物または炭窒化物は、化学量論
組成であっても、非化学量論組成であってもかまわな
い。また、炭窒化物の場合、ＣとＮの量比は任意である
が、炭化ケイ素が窒化ケイ素より多い方が好ましい。

【００８９】中間層は、特に、Ｓｉの炭化物から形成さ
れていることが好ましい。中間層のＯを除いた基本組成
をＳｉＣ_sＨ_tと表したとき、 ０．３≦ｓ≦２５、 ０≦ｔ≦２０ であることが好ましい。ｓがこれより大きくて炭素が多
くなると、母材との密着力が悪くなってくる。ｓがこれ
より小さくて炭素が少なくなると、ＤＬＣとの密着力が
悪くなってくる。ｔがこれより大きくて水素が多くなる
と、密着力が悪くなってくる。

【００９０】また、上記の中間層は、組成が均一なもの
であってもよいが、全体の平均値としてこのような組成
であれば膜厚方向に濃度勾配をもっていてもよく、母材
側にＳｉ成分が多く、ＤＬＣ膜側にＣ成分が多い傾斜構
造を有することが好ましい。母材側にＳｉが多いと中間
層の下地層に対する密着性がさらに向上し、ＤＬＣ膜側
にＣが多いと中間層のＤＬＣ膜に対する密着性がさらに
向上する。そのため、ＳｉとＣとを含有する中間層を上
記のような傾斜構造とすれば、寿命がより長くなる。特
に、母材に接する界面から１０nmまで、あるいは、膜厚
の１／２までの小さい方のＯを除いた組成の平均値が、
ＳｉＣ_sＨ_tと表したとき、 ｓ≦１２．５、 ０≦ｔ≦２０ であることが好ましい。また、ＤＬＣ膜に接する界面か
ら１０nmまで、あるいは、膜厚の１／２までの小さい方
のＯを除いた組成の平均値が、ＳｉＣ_sＨ_tと表したと
き、 １２．５≦ｓ、 ０≦ｔ≦２０ であることが好ましい。

【００９１】また、母材界面付近においては母材材料が
拡散していてもよく、ＤＬＣ膜の界面付近においてはＤ
ＬＣ膜の構成成分が拡散していてもよい。

【００９２】このような中間層は、通常、アモルファス
状態である。

【００９３】中間層は、２０A（２nm）〜５μm の厚さ
であることが好ましく、さらには５０A（５nm）〜１μm
の厚さであることが好ましい。このような厚さとする
ことで密着性が向上する。これに対し、中間層が薄すぎ
ると密着性向上の効果が十分ではなくなり、厚すぎると
耐衝撃性が悪くなってくる。

【００９４】このような中間層の成膜は、本発明の下地
層、中間層の第一の構成で説明した中間層と同様にすれ
ばよい。

【００９５】なかでも、上記の中間層は、本発明の下地
層、中間層の第一の構成で説明した中間層と同様、スパ
ッタ法により形成することが好ましい。

【００９６】ターゲットは、通常、中間層と同じ組成の
もの、つまり、ＳｉＣまたはＳｉＣＮを用いればよい
が、ＳｉＣとＳｉＮ、ＳｉとＣ等をターゲットとする多
元スパッタとしてもよいし、反応性スパッタでＣ、Ｎ等
を導入する場合はその成分を含まないターゲットを用い
ることができる。

【００９７】スパッタガスには、通常のスパッタ装置に
使用される不活性ガスが使用できる。中でも、Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｘｅのいずれか、あるいは、これらの少なくとも１
種以上のガスを含む混合ガスを用いることが好ましい。

【００９８】また、反応性スパッタを行ってもよく、反
応性ガスとしては、炭素を導入する場合には、ＣＨ₄ 、
Ｃ₂ Ｈ₂ 、Ｃ₂ Ｈ₄ 、ＣＯ等を用い、窒素を導入する場
合には、Ｎ₂ 、ＮＨ₃ 、ＮＯ、ＮＯ₂ 、Ｎ₂ Ｏ等を用
い、珪素を導入する場合には、シランガス等を用いる。
また、水素を導入する場合には、Ｈ₂等を用い、酸素を
導入する場合、Ｏ₂ 、ＣＯ等を用いる。これらの反応性
ガスは単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよ
い。

【００９９】スパッタ条件は、本発明の下地層、中間層
の第一の構成で説明した中間層と同様にすればよい。ま
た、２元スパッタで各ターゲットに投入するパワーを経
時変化させることにより、濃度勾配を有する中間層を容
易に得ることができる。

【０１００】また、中間層は蒸着法により形成してもよ
く、この場合も本発明の下地層、中間層の第一の構成で
説明した中間層と同様に蒸着すればよい。

【０１０１】この他、ＳｉＣ系膜は、本発明の下地層、
中間層の第一の構成で説明した方法、つまり、特願平２
−１４４８０号に記載されているバイアス印加プラズマ
ＣＶＤ法、または特開昭５８−１７４５０７号および特
開平１−２３４３９６号に記載されたイオン化蒸着法が
使用できる。

【０１０２】この中間層の成膜には、特に、複雑な形状
の金型における密着力の点からスパッタ法が、膜欠陥の
少なさからプラズマＣＶＤ法が好ましく用いられる。

【０１０３】中間層は、生産性の点などから、通常、１
層のみを設けることが好ましいが、場合によっては、多
層構成としてもかまわない。多層構成とする場合は合計
で上記範囲の厚さとなるようにすればよい。

【０１０４】以上、本発明の下地層、中間層の構成につ
いて説明してきたが、これらの中でも、特に、第一の構
成の下地層および中間層、または、第二の構成の中間層
を設けることが好ましい。さらには、下地層がＴｉ、Ｔ
ａ、Ｖ、ＣｒおよびＭｏのいずれか一種以上、好ましく
はＴａを含有し、中間層がＳｉである第一の構成の下地
層および中間層、下地層がＴｉ、Ｔａ、Ｖ、Ｃｒおよび
Ｍｏのいずれか一種以上、好ましくはＴｉおよび／また
はＴａを含有し、中間層がＳｉＣ系膜である第一の構成
の下地層および中間層、または、第二の構成の中間層を
設けることが好ましい。

【０１０５】そして、本発明では、前述のような母材と
下地層との界面、または、母材と中間層との界面に酸素
を含有させる。母材の下地層または中間層に接する界面
から５nmまでの平均酸素濃度および／または下地層また
は中間層の母材に接する界面から５nmまでの平均酸素濃
度は３〜５０mol％、好ましくは１０〜４０mol％であ
る。酸素濃度がこれより高くても低くても、密着力が悪
くなる。母材または下地層、中間層どちらか片方の界面
に酸素が含有されていれば密着性が向上するが、母材の
下地層または中間層に接する界面から５nmまでの平均酸
素濃度、下地層または中間層の母材に接する界面から５
nmまでの平均酸素濃度ともに３〜５０mol％、特に１０
〜４０mol％であることが好ましい。なお、母材の下地
層または中間層に接する界面から５nmまでの平均酸素濃
度が上記の範囲であれば、母材がそれより深いところま
で酸素を含有していてもよい。また、下地層または中間
層の母材に接する界面から５nmまでの平均酸素濃度が上
記の範囲であれば、下地層または中間層全体が酸素を含
有していてもよい。

【０１０６】酸素濃度は、オージェ電子分光法（ＡＥ
Ｓ）により測定する。この方法を用いることで測定表面
から５nm程度までの酸素量を測定できる。実際には、Ｄ
ＬＣを成膜する前にＡｒ等で深さ方向に掘って測定すれ
ばよい。

【０１０７】母材に酸素を含有させる方法としては、自
然酸化、２５０〜７５０℃程度の熱酸化、プラズマ処理
等が挙げられる。

【０１０８】中でも、酸素等でプラズマ処理することが
好ましい。

【０１０９】プラズマ処理は、ＤＣプラズマでもよい
が、ＲＦプラズマを用いることが好ましい。

【０１１０】用いる処理ガスとしては、Ｏを含むガス、
例えば、酸素、酸化窒素、一酸化炭素等が挙げられ、中
でも、酸素を用いることが好ましい。また、ガスにはＡ
ｒ等の不活性ガスを加えてもよい。

【０１１１】処理ガスの流量はその種類に応じて適宜決
定すればよい。その流量は使用するガスの種類や動作条
件などにより異なるが、通常Ｏ₂換算で５〜１０００SCC
M程度が好ましい。動作圧力は、通常０．００２〜０．
５Torr程度が好ましい。

【０１１２】高周波誘導コイルに印加される高周波とし
ては、好ましくは周波数１〜５０ＭHz程度、電力が０．
０５〜５kＷ程度の高周波電力が印加されるが、これら
に限定されるものではなく、プラズマを発生、維持可能
な周波数、電力を与えればよい。また、ＤＣプラズマで
は、電力は０．５〜３０Ｗ／cm²程度が好ましい。

【０１１３】プラズマ処理の時間としては、０．１〜３
０分、特に０．１５〜５分が好ましい。

【０１１４】また、母材の酸素濃度が高すぎる場合、逆
スパッタして酸素をとればよい。あるいは、ウェットお
よび／またはドライプロセスでエッチングしてもよい。

【０１１５】逆スパッタの場合、通常、ＲＦスパッタ法
が用いられる。

【０１１６】本発明に使用されるＲＦスパッタ装置とし
ては、ＲＦ帯域の高周波を供給しうる電源を有するもの
であれば特に限定されるものではないが、通常、周波数
０．０５〜５０ＭHz 、投入電力５０〜５０００Ｗ程度
である。

【０１１７】使用されるスパッタガスとしては、通常の
スパッタ装置に使用される不活性ガスが使用可能である
が、好ましくはＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅのいずれか、あるいは
これらの少なくとも１種以上のガスを含む混合ガスを用
いることが好ましい。スパッタガス圧力は、好ましくは
０．００２〜０．５Torr、より好ましくは０．００５〜
０．１Torr程度である。

【０１１８】逆スパッタ処理の時間としては、好ましく
は０．１〜３０分、特に０．１５〜１０分が好ましい。

【０１１９】また、水素等を用いてプラズマ処理するこ
とで界面の酸素濃度は低下する。プラズマ処理は、酸素
を導入するための方法として説明した酸素等を用いたプ
ラズマ処理と同条件で行えばよい。処理ガスは、水素以
外に、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等を用いてもよい。また、水素
とこれらの不活性ガスを併用してもよい。

【０１２０】下地層または中間層に酸素を含有させる方
法としては、２５０〜７５０℃程度の熱酸化、反応性ス
パッタ、酸素雰囲気下の蒸着、酸化物の蒸着等が挙げら
れる。

【０１２１】下地層または中間層に酸素を含有させる方
法としては、特に反応性スパッタを用いることが好まし
い。

【０１２２】ターゲットは、通常、目的とする組成の酸
化物、下地層または中間層が含有する金属等の酸化物等
を用いる。また、下地層または中間層のＯを除いた組成
のターゲットを用いて反応性スパッタを行ってもよい。

【０１２３】スパッタガスには、通常のスパッタ装置に
使用される不活性ガスが使用できる。中でも、Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｘｅのいずれか、あるいは、これらの少なくとも１
種以上のガスを含む混合ガスを用いることが好ましい。
反応性ガスとしては、Ｏ₂ 、ＣＯ等が挙げられる。これ
らの反応性ガスは単独で用いても、２種以上を混合して
用いてもよい。

【０１２４】スパッタ条件は、本発明の下地層または中
間層の成膜方法と同様にすればよい。

【０１２５】また、スパッタ前の到達真空度を変えるこ
とによっても酸素を含有させることも好ましい。到達真
空度は５×１０^-7〜１×１０^-2Torr、特に１×１０^-6〜
１×１０^-4Torrの範囲が好ましい。この場合、反応性ス
パッタを行う必要はなく、通常のスパッタ法により下地
層または中間層を成膜すればよい。

【０１２６】また、目的とする組成の酸化物を蒸着した
り、酸素雰囲気下で下地層または中間層を蒸着すること
も好ましい。この場合、蒸着条件は、下地層または中間
層の成膜方法と同様にすればよい。

【０１２７】次に、上述のような中間層上に設けられる
ダイヤモンド状炭素膜について述べる。

【０１２８】ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ：Diamond Li
ke Carbon）膜は、ダイヤモンド様炭素膜、ｉ−カーボ
ン膜等と称されることもある。ダイヤモンド状炭素膜に
ついては、例えば、特開昭６２−１４５６４６号公報、
同６２−１４５６４７号公報、New Diamond Forum,第４
巻第４号（昭和６３年１０月２５日発行）等に記載され
ている。

【０１２９】ＤＬＣ膜は、上記文献（New Diamond Foru
m）に記載されているように、ラマン分光分析におい
て、１５５０cm^-1にブロードな（１５２０〜１５６０cm
^-1）ラマン吸収のピークを有し、１３３３cm^-1に鋭いピ
ークを有するダイヤモンドや、１５８１cm^-1に鋭いピー
クを有するグラファイトとは、明らかに異なった構造を
有する物質である。

【０１３０】ＤＬＣ膜は、炭素と水素とを主成分とする
アモルファス状態の薄膜であって、炭素同士のｓｐ³結
合がランダムに存在することによって形成されている。
ＤＬＣ膜の原子比Ｃ：Ｈは、通常、９５〜６０：５〜４
０程度である。

【０１３１】本発明において、ＤＬＣ膜の厚さは、通
常、１〜１００００nm、好ましくは１０〜３０００nmで
ある。

【０１３２】ＤＬＣ膜は、炭素および水素に加え、Ｓ
ｉ，Ｎ，Ｏ，Ｆの１種または２種以上を含有していても
よい。この場合、ＤＬＣ膜は、基本組成をＣＨ_xＳｉ_yＯ
_zＮ_vＦ_wと表したとき、モル比を表すｘ，ｙ，ｚ，ｖ，
ｗがそれぞれ、 ０．０５≦ｘ≦０．７、 ０≦ｙ≦３．０、 ０≦ｚ≦１．０、 ０≦ｖ≦１．０、 ０≦ｗ≦０．２ であることが好ましい。

【０１３３】ＤＬＣ膜のラマン分光分析における吸収ピ
ークは、上記のように１５５０cm^-1にブロード（１５２
０〜１５６０cm^-1）な吸収を有するが、炭素および水素
以外の上記元素を含有することにより、これから±１０
０cm^-1程度変動する場合もある。

【０１３４】ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法、イオン化
蒸着法、スパッタ法などで形成することができる。

【０１３５】ＤＬＣ膜をプラズマＣＶＤ法により形成す
る場合、例えば特開平４−４１６７２号公報等に記載さ
れている方法により成膜することができる。プラズマＣ
ＶＤ法におけるプラズマは、直流、交流のいずれであっ
てもよいが、交流を用いることが好ましい。交流として
は数ヘルツからマイクロ波まで使用可能である。また、
ダイヤモンド薄膜技術（総合技術センター発行）などに
記載されているＥＣＲプラズマも使用可能である。ま
た、バイアス電圧を印加してもよい。

【０１３６】ＤＬＣ膜をプラズマＣＶＤ法により形成す
る場合、原料ガスには、下記化合物を使用することが好
ましい。

【０１３７】ＣおよびＨを含有する化合物として、メタ
ン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、
エチレン、プロピレン等の炭化水素が挙げられる。

【０１３８】Ｃ，ＨおよびＳｉを含む化合物としては、
メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テ
トラメチルシラン、ジエチルシラン、テトラエチルシラ
ン、テトラブチルシラン、ジメチルジエチルシラン、テ
トラフェニルシラン、メチルトリフェニルシラン、ジメ
チルジフェニルシラン、トリメチルフェニルシラン、ト
リメチルシリル−トリメチルシラン、トリメチルシリル
メチル−トリメチルシラン等がある。これらは併用して
もよく、シラン系化合物と炭化水素を用いてもよい。

【０１３９】Ｃ＋Ｈ＋Ｏを含む化合物としては、ＣＨ₃
ＯＨ、Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ、ＨＣＨＯ、ＣＨ₃ＣＯＣＨ₃等があ
る。

【０１４０】Ｃ＋Ｈ＋Ｎを含む化合物としては、シアン
化アンモニウム、シアン化水素、モノメチルアミン、ジ
メチルアミン、アリルアミン、アニリン、ジエチルアミ
ン、アセトニトリル、アゾイソブタン、ジアリルアミ
ン、エチルアジド、ＭＭＨ、ＤＭＨ、トリアリルアミ
ン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリフェニ
ルアミン等がある。

【０１４１】この他、Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ、Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ＋Ｏ
あるいはＳｉ＋Ｃ＋Ｈ＋Ｎを含む化合物等と、Ｏ源ある
いはＯＮ源、Ｎ源、Ｈ源等とを組み合わせてもよい。

【０１４２】Ｏ源として、Ｏ₂、Ｏ₃等、Ｃ＋Ｏ源とし
て、ＣＯ、ＣＯ₂等、Ｓｉ＋Ｈ源として、ＳｉＨ₄等、Ｈ
源として、Ｈ₂等、Ｈ＋Ｏ源として、Ｈ₂Ｏ等、Ｎ源とし
て、Ｎ₂Ｎ＋Ｈ源として、ＮＨ₃等、Ｎ＋Ｏ源として、Ｎ
Ｏ、ＮＯ₂、Ｎ₂ＯなどＮＯ_xで表示できるＮとＯの化合
物等、Ｎ＋Ｃ源として、（ＣＮ）₂等、Ｎ＋Ｈ＋Ｆ源と
して、ＮＨ₄Ｆ等、Ｏ＋Ｆ源として、ＯＦ₂、Ｏ₂Ｆ₂、Ｏ
₃Ｆ₂等を用いてもよい。

【０１４３】上記原料ガスの流量は原料ガスの種類に応
じて適宜決定すればよい。動作圧力は、通常、０．０１
〜０．５Torr、投入電力は、通常、１０W〜５kW程度が
好ましい。

【０１４４】ＤＬＣ膜は、イオン化蒸着法により形成し
てもよい。イオン化蒸着法は、例えば特開昭５８−１７
４５０７号公報、特開昭５９−１７４５０８号公報等に
記載されている。ただし、これらに開示された方法、装
置に限られるものではなく、原料用イオン化ガスの加速
が可能であれば他の方式のイオン蒸着技術を用いてもよ
い。この場合の装置の好ましい例としては、例えば、実
開昭５９−１７４５０７号公報に記載されたイオン直進
型またはイオン偏向型のものを用いることができる。

【０１４５】イオン化蒸着法においては、真空容器内を
１０^-6Torr程度までの高真空とする。この真空容器内に
は交流電源によって加熱されて熱電子を発生するフィラ
メントが設けられ、このフィラメントを取り囲んで対電
極が配置され、フィラメントとの間に電圧Ｖｄを与え
る。また、フィラメント、対電極を取り囲んでイオン化
ガス閉じこめ用の磁界を発生する電磁コイルが配置され
ている。原料ガスはフィラメントからの熱電子と衝突し
て、プラスの熱分解イオンと電子を生じ、このプラスイ
オンはグリッドに印加された負電位Ｖａにより加速され
る。この、Ｖｄ，Ｖａおよびコイルの磁界を調整するこ
とにより、組成や膜質を変えることができる。また、バ
イアス電圧を印加してもよい。

【０１４６】ＤＬＣ膜をイオン化蒸着法により形成する
場合、原料ガスには、プラズマＣＶＤ法と同様のものを
用いればよい。上記原料ガスの流量はその種類に応じて
適宜決定すればよい。動作圧力は、通常、０．０１〜
０．５Torr程度が好ましい。

【０１４７】ＤＬＣ膜は、スパッタ法により形成するこ
ともできる。この場合、Ａｒ、Ｋｒ等のスパッタ用のス
パッタガスに加えて、Ｏ₂ 、Ｎ₂、ＮＨ₃、ＣＨ₄、Ｈ₂等
のガスを反応性ガスとして導入すると共に、Ｃ、Ｓｉ、
ＳｉＯ₂、Ｓｉ₃ Ｎ₄、ＳｉＣ等をターゲットとしたり、
Ｃ、Ｓｉ、ＳｉＯ₂ 、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣの混成組成をタ
ーゲットとしたり、場合によっては、Ｃ、Ｓｉ、Ｎ、Ｏ
を含む２以上のターゲットを用いてもよい。また、ポリ
マーをターゲットとして用いることも可能である。この
ようなターゲットを用いて高周波電力、交流電力、直流
電力のいずれかを印加し、ターゲットをスパッタし、こ
れを基板上にスパッタ堆積させることによりＤＬＣ膜を
形成する。高周波スパッタ電力は、通常、５０W〜２kW
程度である。動作圧力は、通常、１０^-5〜１０^-3Torrが
好ましい。

【０１４８】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【０１４９】＜実施例１＞母材には超硬合金G2を用い
た。サンプルの形状はほぼ直方体で、その大きさは縦２
０mm×横２０mm×厚さ２mmとした。

【０１５０】まず、母材表面を、処理ガスにＯ₂１０scc
mを用いて、３分間プラズマ処理した。このとき、プラ
ズマ発生用の交流電力は、周波数１３．５６MHzで０．
０５kWとし、動作圧力は０．１Torrとした。

【０１５１】次に、母材上に、到達真空度を１×１０^-6
Torrにした後、Ｔａをターゲットとして、高周波（Ｒ
Ｆ）スパッタ法により、下地層を成膜速度１０nm／min
で、５０nmの厚さに成膜した。このときのスパッタガス
はＡｒ１０sccmで、動作圧力は０．０５Torrとした。ま
た、投入電力は周波数１３．５６MHzで５００Ｗとし
た。また、下地層は、Ｘ線測定からアモルファス状態で
あることがわかった。

【０１５２】そして、Ｓｉをターゲットとして、高周波
（ＲＦ）スパッタ法により、中間層を成膜速度１０nm／
minで、３００nmの厚さに成膜した。このときのスパッ
タガスはＡｒ１０sccmで、動作圧力は０．０５Torrとし
た。また、投入電力は周波数１３．５６MHzで５００Ｗ
とした。また、中間層は、Ｘ線測定からアモルファス状
態であることがわかった。

【０１５３】ここで、Ａｒで深さ方向に掘っていき、オ
ージェ電子分光法（ＡＥＳ）により酸素濃度を測定し
た。その結果、下地層の母材に接する界面から５nmまで
の平均酸素濃度も、母材の下地層に接する界面から５nm
までの平均酸素濃度も、１０mol％だった。

【０１５４】そして、この中間層上に、プラズマＣＶＤ
法によりＤＬＣ膜を成膜した。すなわち、Ｓｉ、Ｃ、
Ｈ、Ｏを含有する化合物の原料ガスとしてＳｉ（ＯＣＨ
₃）₄を流量５SCCM、ＣＨ₄を流量６SCCMにて導入した。
動作圧０．０５Torrでプラズマ発生用の交流として、Ｒ
Ｆ５００Wを加え、セルフバイアス−４００Ｖにて、膜
厚１μmとなるように成膜し、ＤＬＣ膜を設層した。Ｄ
ＬＣ膜の組成はＣＨ_0.17Ｓｉ_0.1Ｏ_0.17であった。

【０１５５】このようにして得られたＤＬＣ膜を被覆し
た部材のサンプルについて、耐熱性試験を行った。

【０１５６】（耐熱性試験）図１に示すような炉１を用
い、炉１内のセラミック台２上にサンプル３を載置し、
炉１内にダクト４を介して大気を導入し、炉１内の雰囲
気温度が３５０℃となるように加熱した。なお、ダクト
４は大気導入用であるとともに排気用である。サンプル
３の温度が３５０℃に達した時点を起点にし、サンプル
３でのＤＬＣ膜の剥離面積がＤＬＣ膜全体の１０％に達
した時点を不可とし、この不可の時点に達するまでの時
間を寿命とし、耐熱性を評価した。

【０１５７】その結果を表１に示す。

【０１５８】＜実施例２〜４＞母材のプラズマ処理のパ
ワーと、下地層の成膜の前の到達真空度とを変えて母材
および下地層の界面酸素量を表１に示されるように変え
た他は、実施例１と同様にしてＤＬＣ膜を被覆した部材
のサンプルを得、実施例１と同様にして耐熱性試験を行
った。その結果を表１に示す。

【０１５９】＜比較例１、２＞母材のプラズマ処理のパ
ワーと、下地層の成膜の前の到達真空度とを変えて母材
および下地層の界面酸素量を表１に示されるように変え
た他は、実施例１と同様にしてＤＬＣ膜を被覆した部材
のサンプルを得、実施例１と同様にして耐熱性試験を行
った。その結果を表１に示す。また、酸素量の少ない比
較例１のサンプルは、母材表面の酸素処理のところで、
Ｏ₂をＡｒに変えてエッチングを行うことにより作成し
た。

【０１６０】＜比較例３＞下地層と中間層とを設けなか
った他は、実施例１と同様にしてＤＬＣ膜を被覆した部
材のサンプルを得、実施例１と同様にして耐熱性試験を
行った。その結果を表１に示す。なお、ＤＬＣ膜は原料
ガスにＣＨ₄を用い、膜の組成はＣＨ_0.2だった。

【０１６１】＜比較例４＞下地層を設けなかった他は、
実施例１と同様にしてＤＬＣ膜を被覆した部材のサンプ
ルを得、実施例１と同様にして耐熱性試験を行った。そ
の結果を表１に示す。

【０１６２】

【表１】

【０１６３】表１より、母材および下地層の界面酸素量
が３〜５０mol％、特に１０〜４０mol％である本発明の
ＤＬＣ膜を被覆した部材は、比較例のものよりも、密着
性が向上し、高温条件下で寿命が長かった。

【０１６４】また、下地層、中間層を設けなかった比較
例３、下地層を設けなかった比較例４のＤＬＣ膜を被覆
した部材は、高温条件下で寿命が非常に短かった。

【０１６５】＜実施例５＞中間層をＳｉＣをターゲット
として成膜した他は、実施例２と同様にしてＤＬＣ膜を
被覆した部材のサンプルを得、実施例１と同様にして耐
熱性試験を行った。その結果を表２に示す。なお、中間
層の組成は、ＳｉＣだった。

【０１６６】＜実施例６＞中間層を、原料としてＳｉ₂
Ｈ₆およびＣＨ₄を用い、バイアス電圧−２５０V、流量
６０sccm、全圧０．０５Torr、ＲＦ電力５００W、反応
温度１０分、基板温度２００℃、電極間距離４．０cmの
条件で厚さ０．３μm に成膜した他は、実施例２と同様
にしてＤＬＣ膜を被覆した部材のサンプルを得、実施例
１と同様にして耐熱性試験を行った。その結果を表２に
示す。なお、中間層の組成は、ＳｉＣ_6.1Ｈ_4.6だった。
また、このような中間層はＸ線測定からアモルファス状
態であることがわかった。

【０１６７】

【表２】

【０１６８】このように組成を変えても、本発明の部材
は長寿命が得られた。

【０１６９】＜実施例７〜１４＞下地層の組成を表３に
示されるように変えた他は、実施例２と同様にしてＤＬ
Ｃ膜を被覆した部材のサンプルを得、実施例１と同様に
して耐熱性試験を行った。その結果を表３に示す。

【０１７０】

【表３】

【０１７１】このように組成を変えても、本発明の部材
は長寿命が得られた。

【０１７２】また、中間層を、ＳｉＣ、ＳｉＣ_5.9Ｈ_4.6
としても同等の結果が得られた。

【０１７３】＜実施例１５、１６＞下地層の組成を表４
に示されるように変えた他は、実施例２と同様にしてＤ
ＬＣ膜を被覆した部材のサンプルを得、実施例１と同様
にして耐熱性試験を行った。その結果を表４に示す。

【０１７４】

【表４】

【０１７５】このように組成を変えても、本発明の部材
は長寿命が得られた。

【０１７６】また、中間層を、ＳｉＣ、ＳｉＣ_6.0Ｈ_4.8
としても同等の結果が得られた。

【０１７７】また、下地層のＴａをＴｉに変えても同等
の結果が得られた。また、下地層のＴａをＺｒ，Ｈｆ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗに変えても同様の効果が得ら
れた。

【０１７８】＜実施例１７＞母材には実施例１と同じ超
硬合金G2（ＪＩＳ）を用いた。

【０１７９】まず、母材表面を、処理ガスにＯ₂１０scc
mを用いて、３分間プラズマ処理した。このとき、プラ
ズマ発生用の交流電力は、周波数１３．５６MHzで０．
０５kWとし、動作圧力は０．０５Torrとした。

【０１８０】次に、母材上に、到達真空度を１×１０^-6
Torrにした後、ＴｉＳｉ₂をターゲットとして、高周波
（ＲＦ）スパッタ法により、中間層を成膜速度１０nm／
minで、３００nmの厚さに成膜した。このときのスパッ
タガスはＡｒ１０sccmで、動作圧力は０．０５Torrとし
た。また、投入電力は周波数１３．５６MHzで５００Ｗ
とした。成膜した中間層のＴｉとＳｉのモル比はターゲ
ットと同じであった。また、このような中間層はＸ線測
定からアモルファス状態であることがわかった。

【０１８１】ここで、Ａｒで深さ方向に掘っていき、オ
ージェ電子分光法（ＡＥＳ）により酸素濃度を測定し
た。その結果、下地層の母材に接する界面から５nmまで
の平均酸素濃度も、母材の下地層に接する界面から５nm
までの平均酸素濃度も、１０mol％だった。

【０１８２】そして、この中間層上に、プラズマＣＶＤ
法によりＤＬＣ膜を成膜した。すなわち、Ｓｉ、Ｃ、
Ｈ、Ｏを含有する化合物の原料ガスとしてＳｉ（ＯＣＨ
₃）₄を流量５SCCM、ＣＨ₄を流量６SCCMにて導入した。
動作圧０．０５Torrでプラズマ発生用の交流として、Ｒ
Ｆ５００Wを加え、セルフバイアス−４００Ｖにて、膜
厚１μmとなるように成膜し、ＤＬＣ膜を設層した。Ｄ
ＬＣ膜の組成はＣＨ_0.17Ｓｉ_0.1Ｏ_0.17であった。

【０１８３】このようにして得られたＤＬＣ膜を被覆し
た部材のサンプルについて、実施例１と同様にして耐熱
性試験を行った。その結果を表５に示す。

【０１８４】＜実施例１８〜２０＞母材のプラズマ処理
のパワーと、中間層の成膜の前の到達真空度および中間
層の成膜の際のスパッタガスの酸素流量とを変えて母材
および中間層の界面酸素量を表５に示されるように変え
た他は、実施例１７と同様にしてＤＬＣ膜を被覆した部
材のサンプルを得、実施例１と同様にして耐熱性試験を
行った。その結果を表５に示す。また、酸素量の少ない
実施例２０のサンプルは、母材表面の酸素処理のところ
で、Ｏ₂をＡｒに変えてエッチングを行うことにより作
成した。

【０１８５】＜比較例５、６＞母材のプラズマ処理のパ
ワーと、中間層の成膜の前の到達真空度とを変えて母材
および中間層の界面酸素量を表５に示されるように変え
た他は、実施例１７と同様にしてＤＬＣ膜を被覆した部
材のサンプルを得、実施例１と同様にして耐熱性試験を
行った。その結果を表５に示す。また、酸素量の少ない
比較例５のサンプルは、母材表面の酸素処理のところ
で、Ｏ₂をＡｒに変えてエッチングを行うことにより作
成した。

【０１８６】

【表５】

【０１８７】表５より、母材および中間層の界面酸素量
が３〜５０mol％、特に１０〜４０mol％である本発明の
ＤＬＣ膜を被覆した部材は、比較例のものよりも、密着
性が向上し、高温条件下で寿命が長かった。

【０１８８】＜実施例２１〜２４＞中間層をＴａＳｉＣ
をターゲットとして成膜し、中間層の組成を表６に示さ
れるように変えた他は、実施例１７〜２０と同様にして
ＤＬＣ膜を被覆した部材のサンプルを得、実施例１と同
様にして耐熱性試験を行った。その結果を表６に示す。

【０１８９】＜比較例７、８＞母材のプラズマ処理のパ
ワーと、中間層の成膜の前の到達真空度および／または
中間層の成膜の際のスパッタガスの酸素流量とを変えて
母材および中間層の界面酸素量を表６に示されるように
変えた他は、実施例２１〜２４と同様にしてＤＬＣ膜を
被覆した部材のサンプルを得、実施例１と同様にして耐
熱性試験を行った。その結果を表６に示す。

【０１９０】

【表６】

【０１９１】表６より、母材および中間層の界面酸素量
が３〜５０mol％、特に１０〜４０mol％である本発明の
ＤＬＣ膜を被覆した部材は、比較例のものよりも、密着
性が向上し、高温条件下で寿命が長かった。

【０１９２】＜実施例２５〜３９＞中間層の組成を表７
に示されるように変えた他は、実施例１８または２２と
同様にしてＤＬＣ膜を被覆した部材のサンプルを得、実
施例１と同様にして耐熱性試験を行った。その結果を表
７に示す。

【０１９３】

【表７】

【０１９４】このように組成を変えても、本発明の部材
は長寿命が得られた。

【０１９５】＜実施例４０＞２元スパッタで各ターゲッ
トに投入するパワーを経時変化させて中間層を成膜し、
母材側にＴｉが多く、ＤＬＣ膜側にＳｉが多い傾斜構造
を有するものとした他は、実施例１８と同様にしてＤＬ
Ｃ膜を被覆した部材のサンプルを得、実施例１と同様に
して耐熱性試験を行った。このとき、母材に接する界面
から１０nmまでのＯを除いた組成の平均値はＴｉＳｉ
_0.5、ＤＬＣ膜に接する界面から１０nmまでのＯを除い
た組成の平均値はＴｉＳｉ₁₀だった。また、母材および
中間層の界面酸素量は、実施例１８と同じ４０mol％だ
った。

【０１９６】中間層が傾斜構造を有するこの部材の寿命
は１５００hrであり、中間層の組成が均一な実施例１８
の部材（寿命１０００hr）よりも長寿命だった。

【０１９７】＜実施例４１＞２元スパッタで各ターゲッ
トに投入するパワーを経時変化させて中間層を成膜し、
母材側にＴｉが多く、ＤＬＣ膜側にＳｉ、Ｃが多い傾斜
構造を有するものとした他は、実施例２２と同様にして
ＤＬＣ膜を被覆した部材のサンプルを得、実施例１と同
様にして耐熱性試験を行った。このとき、母材に接する
界面から１０nmまでのＯを除いた組成の平均値はＴｉＳ
ｉ_0.5Ｃ_0.5、ＤＬＣ膜に接する界面から１０nmまでのＯ
を除いた組成の平均値はＴｉＳｉ₈Ｃ₈だった。また、母
材および中間層の界面酸素量は、実施例２２と同じ４０
mol％だった。

【０１９８】中間層が傾斜構造を有するこの部材の寿命
は１４００hrであり、中間層の組成が均一な実施例２２
の部材（寿命１０００hr）よりも長寿命だった。

【０１９９】＜実施例４２＞実施例１と同様にプラズマ
処理を施した母材上に、到達真空度を調節した後、中間
層としてＳｉの炭化物（ＳｉＣ）または炭窒化物（Ｓｉ
Ｃ_0.4Ｎ_0.8）を反応性スパッタ法により成膜し、その上
に実施例１と同様にＤＬＣ膜を成膜してＤＬＣ膜を被覆
した部材のサンプルを得た。このとき、中間層のＯを除
いた組成はそれぞれＳｉＣとＳｉＣ_0.4Ｎ_0.8であり、い
ずれも母材および中間層の界面酸素量は３０mol％であ
った。そして、実施例１と同様にして耐熱性試験を行っ
たところ、中間層のＯを除いた組成がＳｉＣのサンプル
の寿命は２５０hrであり、ＳｉＣ_0.4Ｎ_0.8のサンプルの
寿命は２３０hrであり、どちらも母材と中間層が酸素を
含有しない比較サンプルに比べて寿命が延びた。

【０２００】なお、以上、実施例では、母材と、下地層
または中間層とに酸素を含有させたが、母材のみ酸素を
含有させても、下地層または中間層のみ酸素を含有させ
ても同様の効果が得られた。

【０２０１】＜実施例４３＞母材を工具綱ＳＫＤ１１
（ＪＩＳ）に変えた他は、実施例１〜４２と同様にして
ＤＬＣ膜を被覆した部材のサンプルを得、実施例１と同
様にして耐熱性試験を行った。この結果、用いた中間層
構成に応じて、同様の結果が得られた。

【０２０２】＜実施例４４＞母材をステンレス綱ＳＵＳ
４２０Ｊ（ＪＩＳ）に変えた他は、実施例１〜４２と同
様にしてＤＬＣ膜を被覆した部材のサンプルを得、実施
例１と同様にして耐熱性試験を行った。この結果、用い
た中間層構成に応じて、同様の結果が得られた。

【０２０３】＜実施例４５＞Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₄を流量５
SCCM、ＮＯ₂を流量５SCCM、ＣＨ₄を流量４SCCMにて導入
し、膜厚１μmとなるようにＤＬＣ膜を成膜した他は、
実施例１と同様にしてＤＬＣ膜を被覆した部材のサンプ
ルを得、実施例１と同様にして耐熱性試験を行った。こ
の結果、実施例１と同様の結果が得られた。なお、ＤＬ
Ｃ膜の組成は、ＣＨ_0.13Ｓｉ_0.15Ｏ_0.26Ｎ_0.13だった。

【０２０４】＜実施例４６＞ＣＨ₄を流量１０SCCMにて
導入し、膜厚１μmとなるようにＤＬＣ膜を成膜した他
は、実施例１と同様にしてＤＬＣ膜を被覆した部材のサ
ンプルを得、実施例１と同様にして耐熱性試験を行っ
た。この結果、実施例１と同様の結果が得られた。な
お、ＤＬＣ膜の組成は、ＣＨ_0.25だった。

【０２０５】

【発明の効果】本発明によれば、特に高温条件下におけ
る母材とＤＬＣ膜との密着性を向上させ、ＤＬＣ膜を被
覆した部材の寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の耐熱性試験に用いた炉を示す概略構
成図である。

【符号の説明】

１ 炉 ２ セラミック台 ３ サンプル ４ ダクト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｆ Ｆターム(参考） 4E092 AA01 AA05 AA09 GA10 4F100 AA12C AA15C AA16D AA32C AA37B AA40C AA40D AB04A AB11D AB12C AB13C AB19C AB20C AB31A AB40A AB40C AS00B AT00A BA04 BA07 BA10A BA10B GB51 JA20B JA20D JJ03 JK09 JK10 JK12A JL11 JM02B YY00B YY00D 4K029 AA02 AA04 BA02 BA07 BA11 BA16 BA17 BA31 BA35 BA41 BA52 BA54 BA55 BA56 BD05 CA03 CA05 CA06 DC03 DC05 EA00 FA05 4K030 AA06 AA09 AA10 BA06 BA10 BA12 BA13 BA17 BA18 BA19 BA20 BA22 BA24 BA28 BA29 BA35 BA36 BA37 BA41 BA48 BA53 BA56 BA57 BB12 CA02 CA03 DA02 FA01 HA01 HA04 JA06 LA01 LA21

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 母材上にダイヤモンド状炭素膜を被覆し
   た部材であって、 母材上に、周期表第４Ａ族（４族）金属（Ｔｉ，Ｚｒ，
   Ｈｆ）、周期表第５Ａ族（５族）金属（Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
   ａ）および周期表第６Ａ族（６族）金属（Ｃｒ，Ｍｏ，
   Ｗ）のいずれか一種以上を含有する下地層を有し、 この下地層上に、Ｓｉを含有する中間層を有し、 この中間層上に、ダイヤモンド状炭素膜を有し、 前記下地層の前記母材に接する界面から５nmまでの平均
   酸素濃度および／または前記母材の前記下地層に接する
   界面から５nmまでの平均酸素濃度が、３〜５０mol％で
   あるダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材。
2. 【請求項２】 前記中間層が、ＳｉまたはＳｉの炭化物
   から形成されている請求項１のダイヤモンド状炭素膜を
   被覆した部材。
3. 【請求項３】 前記中間層の組成を、ＳｉＣ_pＨ_qと表し
   たとき ０≦ｐ≦２５、 ０≦ｑ≦２０ である請求項２のダイヤモンド状炭素膜を被覆した部
   材。
4. 【請求項４】 前記下地層が、周期表第４Ａ族（４族）
   金属（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）、周期表第５Ａ族（５族）金
   属（Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ）および周期表第６Ａ族（６族）金
   属（Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ）のいずれか一種以上を、金属、炭
   化物または炭窒化物のいずれかの形で含有する請求項１
   〜３のいずれかのダイヤモンド状炭素膜を被覆した部
   材。
5. 【請求項５】 母材上にダイヤモンド状炭素膜を被覆し
   た部材であって、 母材上に、周期表第５Ａ族（５族）金属（Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
   ａ）の珪化物、これらの珪炭化物、周期表第６Ａ族（６
   族）金属（Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ）の珪化物、これらの珪炭化
   物、Ｔｉの珪化物、Ｔｉの珪炭化物、Ｚｒの珪化物およ
   びＺｒの珪炭化物のいずれか一種以上を含有する中間層
   を有し、 この中間層上に、ダイヤモンド状炭素膜を有し、 前記下地層の前記母材に接する界面から５nmまでの平均
   酸素濃度および／または前記母材の前記下地層に接する
   界面から５nmまでの平均酸素濃度が、３〜５０mol％で
   あるダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材。
6. 【請求項６】 前記中間層のＯを除いた組成をＭＳｉ_a
   Ｃ_b（ただし、ＭはＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、
   ＴｉおよびＺｒのいずれか一種以上である）と表したと
   き ０．３≦ａ≦１０、 ０≦ｂ≦５、 ０．３≦ａ＋ｂ≦１０ である請求項５のダイヤモンド状炭素膜を被覆した部
   材。
7. 【請求項７】 前記中間層が、前記母材側にＶ、Ｎｂ、
   Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、ＴｉおよびＺｒのいずれか一種
   以上が多く、前記ダイヤモンド状炭素膜側にＳｉおよび
   ／またはＣが多い傾斜構造を有する請求項５または６の
   ダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材。
8. 【請求項８】 母材上にダイヤモンド状炭素膜を被覆し
   た部材であって、 母材上に、Ｓｉの炭化物または炭窒化物を含有する中間
   層を有し、 この中間層上に、ダイヤモンド状炭素膜を有し、 前記下地層の前記母材に接する界面から５nmまでの平均
   酸素濃度および／または前記母材の前記下地層に接する
   界面から５nmまでの平均酸素濃度が、３〜５０mol％で
   あるダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材。
9. 【請求項９】 前記母材がステンレス鋼、SKS、SKD、超
   硬合金、ステライト、SNCMまたはDC５３である請求項１
   〜８のいずれかのダイヤモンド状炭素膜を被覆した部
   材。
10. 【請求項１０】 前記ダイヤモンド状炭素膜の基本組成
    をＣＨ_xＳｉ_yＯ_zＮ_vＦ_wと表したとき、 モル比を表すｘ，ｙ，ｚ，ｖ，ｗがそれぞれ、 ０．０５≦ｘ≦０．７、 ０≦ｙ≦３．０、 ０≦ｚ≦１．０、 ０≦ｖ≦１．０、 ０≦ｗ≦０．２ である請求項１〜９のいずれかのダイヤモンド状炭素膜
    を被覆した部材。