JP2892231B2 - Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜及びその製造方法 - Google Patents
Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜及びその製造方法Info
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- Y10T428/12576—Boride, carbide or nitride component
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合
硬質膜及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、Ｔｉ
−Ｓｉ系非晶質金属母相中にＴｉＮ結晶質微粒子を均一
に分散したＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜及びその製造方
法に関する。
硬質膜及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、Ｔｉ
−Ｓｉ系非晶質金属母相中にＴｉＮ結晶質微粒子を均一
に分散したＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜及びその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】Ｔｉ−Ｓ
ｉ系合金は、軽くて高強度な材料として知られていると
共に、アモルファス形成能が高いことを特長とする材料
である。そして、その硬さは３００Ｈｋ程度あり、樹脂
材料等への耐摩耗膜としての応用も考えられる。しかし
ながら、実用面では、さらに硬く密着性の良い特性を示
すことが望まれる。
ｉ系合金は、軽くて高強度な材料として知られていると
共に、アモルファス形成能が高いことを特長とする材料
である。そして、その硬さは３００Ｈｋ程度あり、樹脂
材料等への耐摩耗膜としての応用も考えられる。しかし
ながら、実用面では、さらに硬く密着性の良い特性を示
すことが望まれる。
【０００３】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、非晶質膜中に高硬度を有するセラミックス
微粒子を均一に分散させることで、基材に対する密着性
に優れ、折り曲げに強く、高い硬度を示すＴｉ−Ｓｉ−
Ｎ系複合硬質膜を提供しようとするものである。さらに
本発明の目的は、非晶質金属母相中にセラミックス微粒
子を膜厚方向に増大するように分散させた構造傾斜膜と
することにより、Ｔｉ−Ｓｉ系合金材料より高強度であ
り、かつ、膜全体としてはセラミックス材料の欠点であ
る脆性が緩和された、高硬度の表面を有するＴｉ−Ｓｉ
−Ｎ系複合硬質膜を提供することにある。さらに本発明
の目的は、前記のような優れた性質を有するＴｉ−Ｓｉ
−Ｎ系複合硬質膜を特別な工程を付加することなく基材
上に形成できる方法を提供することにある。
れたもので、非晶質膜中に高硬度を有するセラミックス
微粒子を均一に分散させることで、基材に対する密着性
に優れ、折り曲げに強く、高い硬度を示すＴｉ−Ｓｉ−
Ｎ系複合硬質膜を提供しようとするものである。さらに
本発明の目的は、非晶質金属母相中にセラミックス微粒
子を膜厚方向に増大するように分散させた構造傾斜膜と
することにより、Ｔｉ−Ｓｉ系合金材料より高強度であ
り、かつ、膜全体としてはセラミックス材料の欠点であ
る脆性が緩和された、高硬度の表面を有するＴｉ−Ｓｉ
−Ｎ系複合硬質膜を提供することにある。さらに本発明
の目的は、前記のような優れた性質を有するＴｉ−Ｓｉ
−Ｎ系複合硬質膜を特別な工程を付加することなく基材
上に形成できる方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によれば、Ｔｉa Ｓｉb （ここで、７５ａｔ
％≦ａ≦８５ａｔ％、１５ａｔ％≦ｂ≦２５ａｔ％、但
し、ａ＋ｂ＝１００ａｔ％）の組成を有する非晶質金属
母相中にＴｉＮ結晶質微粒子が均一に分散していること
を特徴とするＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜が提供され
る。ここで、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜は、非晶質金
属母相中にＴｉＮ結晶質微粒子が全体的に均一に分散し
ている均一組成の膜であってもよいし、あるいは、非晶
質金属母相中に分散しているＴｉＮ結晶質微粒子の割合
が膜厚方向に増大してＴｉ−Ｓｉ系の非晶質金属からＴ
ｉＮ結晶質セラミックスへ連続的もしくは段階的に変化
している構造傾斜膜であってもよい。
に、本発明によれば、Ｔｉa Ｓｉb （ここで、７５ａｔ
％≦ａ≦８５ａｔ％、１５ａｔ％≦ｂ≦２５ａｔ％、但
し、ａ＋ｂ＝１００ａｔ％）の組成を有する非晶質金属
母相中にＴｉＮ結晶質微粒子が均一に分散していること
を特徴とするＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜が提供され
る。ここで、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜は、非晶質金
属母相中にＴｉＮ結晶質微粒子が全体的に均一に分散し
ている均一組成の膜であってもよいし、あるいは、非晶
質金属母相中に分散しているＴｉＮ結晶質微粒子の割合
が膜厚方向に増大してＴｉ−Ｓｉ系の非晶質金属からＴ
ｉＮ結晶質セラミックスへ連続的もしくは段階的に変化
している構造傾斜膜であってもよい。
【０００５】さらに本発明によれば、前記複合硬質膜を
提供すべく、Ｔｉa Ｓｉb （ここで、７５ａｔ％≦ａ≦
８５ａｔ％、１５ａｔ％≦ｂ≦２５ａｔ％、但し、ａ＋
ｂ＝１００ａｔ％）の組成を有する蒸発源材料を用い、
窒素系反応ガスの供給量を窒素分圧一定に、又は連続的
もしくは段階的に変化するように制御しながら、スパッ
タ法又はイオンプレーティング法により所定量の反応ガ
スを含む不活性ガス雰囲気中で基材上に成膜を行い、Ｔ
ｉ−Ｓｉ系非晶質金属母相中にＴｉＮ結晶質微粒子が分
散していることを特徴とするＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質
膜の製造方法が提供される。反応ガスとしては窒素ガス
又はＮＨ3 ガスを用い、窒素分圧として０．０３〜０．
０６Ｐａ、好ましくは０．０４〜０．０５Ｐａの範囲に
おいてＴｉＮ結晶質微粒子を生成させる。また、好まし
くは不活性ガスと反応ガスの全圧を３〜６Ｐａ、最も好
ましくは５Ｐａ程度に制御する。
提供すべく、Ｔｉa Ｓｉb （ここで、７５ａｔ％≦ａ≦
８５ａｔ％、１５ａｔ％≦ｂ≦２５ａｔ％、但し、ａ＋
ｂ＝１００ａｔ％）の組成を有する蒸発源材料を用い、
窒素系反応ガスの供給量を窒素分圧一定に、又は連続的
もしくは段階的に変化するように制御しながら、スパッ
タ法又はイオンプレーティング法により所定量の反応ガ
スを含む不活性ガス雰囲気中で基材上に成膜を行い、Ｔ
ｉ−Ｓｉ系非晶質金属母相中にＴｉＮ結晶質微粒子が分
散していることを特徴とするＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質
膜の製造方法が提供される。反応ガスとしては窒素ガス
又はＮＨ3 ガスを用い、窒素分圧として０．０３〜０．
０６Ｐａ、好ましくは０．０４〜０．０５Ｐａの範囲に
おいてＴｉＮ結晶質微粒子を生成させる。また、好まし
くは不活性ガスと反応ガスの全圧を３〜６Ｐａ、最も好
ましくは５Ｐａ程度に制御する。
【０００６】
【発明の作用及び態様】本発明は、スパッタ法又はイオ
ンプレーティング法により基材上に成膜を行うに際し
て、ターゲット（蒸発材料）として不活性ガス雰囲気中
で膜を形成した時に非晶質となる組成のＴｉ−Ｓｉ系材
料を用い、窒素を反応ガスとして蒸発材料の内の特定の
成分の一部を窒素と反応させ窒化物とし、非晶質材料中
に均一に分散させることを特徴とする。すなわち、Ｔｉ
a Ｓｉb （ここで、７５ａｔ％≦ａ≦８５ａｔ％、１５
ａｔ％≦ｂ≦２５ａｔ％、但し、ａ＋ｂ＝１００ａｔ
％）の組成を有する蒸発源材料を用い、窒素系反応ガス
を供給しながら、スパッタ法又はイオンプレーティング
法により所定量の反応ガスを含む不活性ガス雰囲気中で
基材上に成膜を行い、Ｔｉ−Ｓｉ系非晶質金属母相中に
ＴｉＮ結晶質微粒子が分散している膜を形成する。薄膜
Ｘ線回折によるとＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜のＴｉ−Ｓｉ系
非晶質相から結晶質への変化は、窒素分圧がスパッタガ
ス全圧に対して０．０１％程度で起こり、非常に小さな
窒素分圧で非晶質から結晶質への変化が起きる事が確認
された。この非晶質から結晶質への変化が生じている膜
を透過電子顕微鏡で観察した結果、マトリックスの非晶
質金属母相中に１〜５ｎｍ程度の極めて微細な結晶相が
約５ｎｍの間隔で分散している事が判明した。このナノ
粒子分散型非晶質傾斜膜は高硬度と結晶化に対する高い
安定性を有していた。
ンプレーティング法により基材上に成膜を行うに際し
て、ターゲット（蒸発材料）として不活性ガス雰囲気中
で膜を形成した時に非晶質となる組成のＴｉ−Ｓｉ系材
料を用い、窒素を反応ガスとして蒸発材料の内の特定の
成分の一部を窒素と反応させ窒化物とし、非晶質材料中
に均一に分散させることを特徴とする。すなわち、Ｔｉ
a Ｓｉb （ここで、７５ａｔ％≦ａ≦８５ａｔ％、１５
ａｔ％≦ｂ≦２５ａｔ％、但し、ａ＋ｂ＝１００ａｔ
％）の組成を有する蒸発源材料を用い、窒素系反応ガス
を供給しながら、スパッタ法又はイオンプレーティング
法により所定量の反応ガスを含む不活性ガス雰囲気中で
基材上に成膜を行い、Ｔｉ−Ｓｉ系非晶質金属母相中に
ＴｉＮ結晶質微粒子が分散している膜を形成する。薄膜
Ｘ線回折によるとＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜のＴｉ−Ｓｉ系
非晶質相から結晶質への変化は、窒素分圧がスパッタガ
ス全圧に対して０．０１％程度で起こり、非常に小さな
窒素分圧で非晶質から結晶質への変化が起きる事が確認
された。この非晶質から結晶質への変化が生じている膜
を透過電子顕微鏡で観察した結果、マトリックスの非晶
質金属母相中に１〜５ｎｍ程度の極めて微細な結晶相が
約５ｎｍの間隔で分散している事が判明した。このナノ
粒子分散型非晶質傾斜膜は高硬度と結晶化に対する高い
安定性を有していた。
【０００７】上記蒸着手段としては、スパッタリング法
やイオンプレーティング法などを挙げることができる。
また、蒸発源としては一つの蒸発源に必要組成を含む化
合物、混合物であってもよいし、複数の蒸発源を同時に
用いることによって個々の蒸発源が単一組成であっても
よいし、また前記蒸発源の組合せであっても良い。ま
た、形成する膜は、全体が均一組成であってもよいし、
基材と接する膜の組成と膜最表面の組成に違いがあり、
膜厚方向に連続的にもしくは段階的に変化していても良
い。すなわち、不活性ガス（Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｘｅ，
Ｋｒ等）を導入してガス圧（全圧）を３〜６Ｐａの低圧
に保った蒸着装置内に、反応ガス（Ｎ2 ，ＮＨ3 等）の
供給量を窒素分圧として前記したように全圧の０．０１
％程度、即ち０．０３〜０．０６Ｐａの範囲に一定に制
御することにより、Ｔｉ−Ｓｉ−系非晶質金属母相中に
ＴｉＮ結晶質微粒子が全体的に均一に分散している均一
組成の膜が得られる。一方、反応ガスの供給量を連続的
もしくは段階的に変化するように制御することにより、
非晶質金属母相中に分散しているＴｉＮ結晶質微粒子の
割合が膜表面に向って増大しており、膜厚方向にＴｉ−
Ｓｉ系の非晶質金属からＴｉＮ結晶質セラミックスへ連
続的もしくは段階的に変化している構造傾斜膜が得られ
る。
やイオンプレーティング法などを挙げることができる。
また、蒸発源としては一つの蒸発源に必要組成を含む化
合物、混合物であってもよいし、複数の蒸発源を同時に
用いることによって個々の蒸発源が単一組成であっても
よいし、また前記蒸発源の組合せであっても良い。ま
た、形成する膜は、全体が均一組成であってもよいし、
基材と接する膜の組成と膜最表面の組成に違いがあり、
膜厚方向に連続的にもしくは段階的に変化していても良
い。すなわち、不活性ガス（Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｘｅ，
Ｋｒ等）を導入してガス圧（全圧）を３〜６Ｐａの低圧
に保った蒸着装置内に、反応ガス（Ｎ2 ，ＮＨ3 等）の
供給量を窒素分圧として前記したように全圧の０．０１
％程度、即ち０．０３〜０．０６Ｐａの範囲に一定に制
御することにより、Ｔｉ−Ｓｉ−系非晶質金属母相中に
ＴｉＮ結晶質微粒子が全体的に均一に分散している均一
組成の膜が得られる。一方、反応ガスの供給量を連続的
もしくは段階的に変化するように制御することにより、
非晶質金属母相中に分散しているＴｉＮ結晶質微粒子の
割合が膜表面に向って増大しており、膜厚方向にＴｉ−
Ｓｉ系の非晶質金属からＴｉＮ結晶質セラミックスへ連
続的もしくは段階的に変化している構造傾斜膜が得られ
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を示して本発明につい
て具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定され
るものでないことはもとよりである。
て具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定され
るものでないことはもとよりである。
【０００９】実施例１ （８５ａｔ％Ｔｉ−１５ａｔ％Ｓｉ）からなるターゲッ
トをマグネトロンスパッタ蒸着装置内の電極（＋極）に
対向させて配置し、電極とターゲットの間に、ターゲッ
トと４０ｍｍの距離でガラス板からなる被蒸着基板を配
置した。前記スパッタ装置内を真空ポンプにて排気した
のち、同装置内にアルゴンガスを供給し、装置内のガス
圧（全圧）を１Ｐａとした。コーティングに先立ち、ガ
ラス基板を固定している治具に高周波電源をつなぎ、１
００Ｗのパワーをかけガラス基板を１０分間スパッタエ
ッチングした。ついで、ターゲットに直流電源をつな
ぎ、ターゲットサイズφ８０ｍｍに対し０．３Ａの電流
を流し、２０分間の予備放電を行なった。なおこの時、
ガラス基板の前にはシャッターとしてステンレス板を配
置し、予備放電によるガラス基板へのコーティングがな
されないようにした。この予備放電は、ターゲット表面
に吸着したガスや湿気を取りのぞくことが目的である。
上記予備放電の後、シャッターを取りのぞきガラス基板
に対するコーティングを開始した。但し、コーティング
に先立ち基板を予熱することは行なわなかった。コーテ
ィング中、反応ガスである窒素ガス分圧は、電気的に制
御できる流量調節計によって０Ｐａから０．２２５Ｐａ
まで所定の値に保ち、６０分間にわたって膜厚２０μｍ
の膜を形成した。
トをマグネトロンスパッタ蒸着装置内の電極（＋極）に
対向させて配置し、電極とターゲットの間に、ターゲッ
トと４０ｍｍの距離でガラス板からなる被蒸着基板を配
置した。前記スパッタ装置内を真空ポンプにて排気した
のち、同装置内にアルゴンガスを供給し、装置内のガス
圧（全圧）を１Ｐａとした。コーティングに先立ち、ガ
ラス基板を固定している治具に高周波電源をつなぎ、１
００Ｗのパワーをかけガラス基板を１０分間スパッタエ
ッチングした。ついで、ターゲットに直流電源をつな
ぎ、ターゲットサイズφ８０ｍｍに対し０．３Ａの電流
を流し、２０分間の予備放電を行なった。なおこの時、
ガラス基板の前にはシャッターとしてステンレス板を配
置し、予備放電によるガラス基板へのコーティングがな
されないようにした。この予備放電は、ターゲット表面
に吸着したガスや湿気を取りのぞくことが目的である。
上記予備放電の後、シャッターを取りのぞきガラス基板
に対するコーティングを開始した。但し、コーティング
に先立ち基板を予熱することは行なわなかった。コーテ
ィング中、反応ガスである窒素ガス分圧は、電気的に制
御できる流量調節計によって０Ｐａから０．２２５Ｐａ
まで所定の値に保ち、６０分間にわたって膜厚２０μｍ
の膜を形成した。
【００１０】図１乃至図４は、窒素ガス分圧０．０４Ｐ
ａで形成した膜断面のＴＥＭ（透過電子顕微鏡）写真で
ある。図１は倍率１５万倍の明視野像であり、図２は図
１と同じ試料の電子線回折像である。図３は図１と同じ
試料の倍率１５万倍の暗視野像であり、微細な結晶の分
散状態がわかる。図４は図１と同じ試料の高倍観察で、
倍率１２０万倍のＴＥＭ像を示し、所々に小さな格子像
の集まりが見え、その周辺は格子像がなく、非晶質中に
微細な結晶が均一に分散していることがわかる。これら
のＴＥＭ写真から明らかなように、窒素ガス分圧０．０
４Ｐａから０．０５Ｐａの範囲において、非晶質成分中
に均一にセラミックス粒子を分散させることができた。
図５は、膜のヌープ硬さを示す。比較のために窒素ガス
分圧０Ｐａ、０．２２５Ｐａの条件で作製した膜の硬度
も示す。図５に示す結果から明らかなように、硬度は、
非晶質膜中に均一にセラミックス粒子が分散していると
きが最も高い値を示した。比較例の全体がセラミックス
の結晶となった場合に硬度が低いのは、この組成のセラ
ミックス膜の脆さや、成膜時に発生した膜中の応力の影
響によるものと考えられる。
ａで形成した膜断面のＴＥＭ（透過電子顕微鏡）写真で
ある。図１は倍率１５万倍の明視野像であり、図２は図
１と同じ試料の電子線回折像である。図３は図１と同じ
試料の倍率１５万倍の暗視野像であり、微細な結晶の分
散状態がわかる。図４は図１と同じ試料の高倍観察で、
倍率１２０万倍のＴＥＭ像を示し、所々に小さな格子像
の集まりが見え、その周辺は格子像がなく、非晶質中に
微細な結晶が均一に分散していることがわかる。これら
のＴＥＭ写真から明らかなように、窒素ガス分圧０．０
４Ｐａから０．０５Ｐａの範囲において、非晶質成分中
に均一にセラミックス粒子を分散させることができた。
図５は、膜のヌープ硬さを示す。比較のために窒素ガス
分圧０Ｐａ、０．２２５Ｐａの条件で作製した膜の硬度
も示す。図５に示す結果から明らかなように、硬度は、
非晶質膜中に均一にセラミックス粒子が分散していると
きが最も高い値を示した。比較例の全体がセラミックス
の結晶となった場合に硬度が低いのは、この組成のセラ
ミックス膜の脆さや、成膜時に発生した膜中の応力の影
響によるものと考えられる。
【００１１】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の方法によれ
ば、基材に対し良好に密着し、高い硬度の表面を有する
緻密なＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合耐摩耗性膜を、処理工程に
特別の工程を追加することなく製造することができる。
また、本発明で得られるＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜
は、Ｔｉ−Ｓｉ系非晶質金属母相中にＴｉＮ結晶質微粒
子が全体的に均一に分散している均一組成の膜であり、
あるいは、非晶質金属母相中に分散しているＴｉＮ結晶
質微粒子の割合が膜厚方向に増大しており、膜厚方向に
Ｔｉ−Ｓｉ系の非晶質金属からＴｉＮ結晶質セラミック
スへ連続的もしくは段階的に変化している構造傾斜膜で
あり、基材に対する密着性に優れ、折り曲げに強く、高
い硬度を有するなど、優れた特性を示す。このように、
本発明のＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜は、機械的、電気
的に優れた特性を示すとともにセラミックス材料の欠点
である脆性が緩和されているので、電気電子材料、高強
度材料、耐摩耗材料、耐高温材料などとして使用でき、
産業上の種々の用途に供することができる。
ば、基材に対し良好に密着し、高い硬度の表面を有する
緻密なＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合耐摩耗性膜を、処理工程に
特別の工程を追加することなく製造することができる。
また、本発明で得られるＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜
は、Ｔｉ−Ｓｉ系非晶質金属母相中にＴｉＮ結晶質微粒
子が全体的に均一に分散している均一組成の膜であり、
あるいは、非晶質金属母相中に分散しているＴｉＮ結晶
質微粒子の割合が膜厚方向に増大しており、膜厚方向に
Ｔｉ−Ｓｉ系の非晶質金属からＴｉＮ結晶質セラミック
スへ連続的もしくは段階的に変化している構造傾斜膜で
あり、基材に対する密着性に優れ、折り曲げに強く、高
い硬度を有するなど、優れた特性を示す。このように、
本発明のＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜は、機械的、電気
的に優れた特性を示すとともにセラミックス材料の欠点
である脆性が緩和されているので、電気電子材料、高強
度材料、耐摩耗材料、耐高温材料などとして使用でき、
産業上の種々の用途に供することができる。
【図１】実施例１で作製したＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質
薄膜の倍率１５万倍の明視野像を示す透過電子顕微鏡写
真である。
薄膜の倍率１５万倍の明視野像を示す透過電子顕微鏡写
真である。
【図２】図１と同じ試料のＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質薄
膜の電子線回折像を示す透過電子顕微鏡写真である。
膜の電子線回折像を示す透過電子顕微鏡写真である。
【図３】図１と同じ試料のＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質薄
膜の倍率１５万倍の暗視野像を示す透過電子顕微鏡写真
である。
膜の倍率１５万倍の暗視野像を示す透過電子顕微鏡写真
である。
【図４】図１と同じ試料のＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質薄
膜の倍率１２０万倍のＴＥＭ像を示す透過電子顕微鏡写
真である。
膜の倍率１２０万倍のＴＥＭ像を示す透過電子顕微鏡写
真である。
【図５】実施例１で作製したＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質
薄膜のヌープ硬さと窒素ガス分圧の関係を示すグラフで
ある。
薄膜のヌープ硬さと窒素ガス分圧の関係を示すグラフで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000006828 ワイケイケイ株式会社 東京都千代田区神田和泉町１番地 (72)発明者 増本 健 宮城県仙台市青葉区上杉３丁目８−22 (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内無番地 川内住 宅11−806 (72)発明者 野崎 勝敏 埼玉県和光市中央１−４−１ 株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 西山 信行 東京都中央区八重洲１−９−９ 帝国ピ ストンリング株式会社内 (72)発明者 山口 正志 宮城県仙台市太白区泉１丁目16番23号 (72)発明者 竹田 英樹 神奈川県川崎市多摩区菅北浦２−25−14 (72)発明者 山形 寛 富山県中新川郡立山町道源寺1008 (56)参考文献 特開 平２−221364（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−44146（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｔｉa Ｓｉb （ここで、７５ａｔ％≦ａ
≦８５ａｔ％、１５ａｔ％≦ｂ≦２５ａｔ％、但し、ａ
＋ｂ＝１００ａｔ％）の組成を有する非晶質金属母相中
にＴｉＮ結晶質微粒子が均一に分散していることを特徴
とするＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜。 - 【請求項２】 非晶質金属母相中にＴｉＮ結晶質微粒子
が全体的に均一に分散している均一組成の膜であること
を特徴とする請求項１に記載のＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬
質膜。 - 【請求項３】 非晶質金属母相中に分散しているＴｉＮ
結晶質微粒子の割合が膜厚方向に増大してＴｉ−Ｓｉ系
の非晶質金属からＴｉＮ結晶質セラミックスへ連続的も
しくは段階的に変化している構造傾斜膜であることを特
徴とする請求項１に記載のＴｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質
膜。 - 【請求項４】 Ｔｉa Ｓｉb （ここで、７５ａｔ％≦ａ
≦８５ａｔ％、１５ａｔ％≦ｂ≦２５ａｔ％、但し、ａ
＋ｂ＝１００ａｔ％）の組成を有する蒸発源材料を用
い、窒素系反応ガスの供給量を窒素分圧一定に、又は連
続的もしくは段階的に変化するように制御しながら、ス
パッタ法又はイオンプレーティング法により所定量の反
応ガスを含む不活性ガス雰囲気中で基材上に成膜を行
い、Ｔｉ−Ｓｉ系非晶質金属母相中にＴｉＮ結晶質微粒
子が分散している膜を形成することを特徴とするＴｉ−
Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜の製造方法。 - 【請求項５】 不活性ガスと反応ガスの全圧を３〜６Ｐ
ａにすることを特徴とする請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 反応ガスとして窒素ガス又はＮＨ3 ガス
を用い、窒素分圧として０．０３〜０．０６Ｐａの範囲
においてＴｉＮ結晶質微粒子を生成させることを特徴と
する請求項４又は５に記載の方法。
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