JP4704453B2 - ダイヤモンドライクカーボン製造装置、製造方法及び工業製品 - Google Patents
ダイヤモンドライクカーボン製造装置、製造方法及び工業製品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4704453B2 JP4704453B2 JP2008184765A JP2008184765A JP4704453B2 JP 4704453 B2 JP4704453 B2 JP 4704453B2 JP 2008184765 A JP2008184765 A JP 2008184765A JP 2008184765 A JP2008184765 A JP 2008184765A JP 4704453 B2 JP4704453 B2 JP 4704453B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- substrate
- carbon
- processed
- discharge plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明が解決しようとする課題は、抵抗率が1オームセンチメートル以下で、且つ高硬度のDLCを得るためのDLC製造方法を提供することにある。
また、大面積基板表面に高速度で製膜できるDLC膜製造装置を提供することを目的としている。
p形伝導とは、熱プローブ測定でp形伝導を示すもの又はホール測定等でn形伝導を示さないもので、その電気伝導機構が非晶質炭素膜中に存在するsp3結合のダイヤモンド微結晶の格子欠陥に基づく正孔の伝導と考えられるものを云う。このDLCは、周期律表の3族元素又は2族元素であるボロンやマグネシウム等のp形ドーパントをドーピングしなくとも、p形伝導となる。
より好ましくは、前記放電プラズマ発生手段(2,3,4)は、単位立方センチメートル当たり5×10 10 個以上の密度の放電プラズマを前記空間に発生させるものである。
この工業製品は、上述した本発明のダイヤモンドライクカーボン製造装置によって製造された、sp2結合のグラファイト微結晶とsp3結合のダイヤモンド微結晶とが混在したダイヤモンドライクカーボンによりコーティングされたものである。
以下、本発明の実施の形態に係るp形DLC膜の製造方法について図を参照しながら説明する。図1に本発明によるDLC膜製造装置の一実施例の断面模式図を示す。なお、図1には便宜上、本発明の一実施例としてDLC膜製造装置の要部構成を示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
基板温度を200℃、パル電圧を−4kVとし、他の製膜条件は実施例1と同一条件で製膜した結果、3時間で厚さ3.1μmのDLC膜を得た。ビッカース硬度計による測定結果では、Hv1700であった。本実施例で得られたDLC膜は絶縁性膜であって、4探針測定では評価できなかった。
実施例1と同様、原料ガスとしてメタンガス30%とアセチレンガス70%の混合ガスを導入し、誘導結合型アンテナ2から10cm離れた位置に基材支持電極5を設置して、その表面に高周波アンテナに対向してシリコン基板を係止した。予め基板温度を400℃に加熱し、ガス圧を0.5パスカルに調整し、高周波アンテナ2に2kWの高周波電力を給電して放電プラズマを発生させた。基板ホルダには−14.2kV、パルス幅5マイクロ秒、繰り返し周波数1kHzのパルス電圧を印加した。基板はイオンの衝突によって加熱されるため、加熱板に加える電力を制御してほぼ400℃に保持した。
Jpi=9.6×10−11(1/M)1/2(Te)1/2np (mA/cm2)
即ち、基板表面に入射するイオン電流密度は、プラズマ密度に比例する。また、イオンに対する空間電荷制限電流密度J0は、価数をZ、電極間隔をd、印加電圧をV0とするとき、次式で表される。
J0=5.5×10−5(Z/M)1/2V0 3/2/d2 (mA/cm2)
基板表面に負のパルス電圧を印加すると、基板に入射するイオン電流はパルス電圧の1.5乗に比例する。本願実施例では、基板表面のプラズマ密度は単位立方センチメートル当たり5×1010個乃至3×1011個程度、基板に印加するパルス電圧は−4kV乃至−20kVであった。p形DLC膜を得るには5×1010個以上のプラズマ密度が必要であった。
Claims (9)
- 炭化水素系原料ガス雰囲気の容器(1)内に、放電プラズマを発生させる放電プラズマ発生手段と、
前記容器(1)の内部で支持用電極(5)により支持されている被加工基材(6)を、摂氏200度乃至400度に加熱するとともに、加熱温度を一定の温度範囲に保持する加熱手段(8,9)と、
前記被加工基材(6)に前記支持用電極(5)を通じて1kV以上のパルス電圧を印加するパルス電圧印加手段(7)とを備え、
前記容器(1)内で前記放電プラズマに接触し且つ前記加熱手段(8,9)によって加熱されている前記被加工基材(6)に、前記パルス電圧を所定時間印加することにより、当該被加工基材(6)の表面にグラファイト微結晶とダイヤモンド微結晶とが混在した、その抵抗率が1キロオームセンチメートル以下となるダイヤモンドライクカーボンを堆積させる、
ダイヤモンドライクカーボン製造装置。 - 前記放電プラズマ発生手段は、前記容器内で前記支持用導電体に対向して配置された誘導結合型の高周波アンテナ(2)と、この高周波アンテナ(2)に前記容器(1)の外部から高周波電力を給電する高周波電力供給手段(3,4)とを含み、前記支持用電極(5)により支持された前記被加工基材(6)の表面と前記高周波アンテナ(2)との間の空間に、放電プラズマを発生させるように構成されている、
請求項1記載のダイヤモンドライクカーボン製造装置。 - 前記放電プラズマ発生手段(2,3,4)は、単位立方センチメートル当たり5×1010個以上の密度の放電プラズマを前記空間に発生させる、
請求項2記載のダイヤモンドライクカーボン製造装置。 - 前記パルス電圧印加手段(7)は、マイクロ秒オーダのパルス幅を有する負極性のパルス電圧又は前記パルス幅を有する負極性の交番パルス電圧を印加し、
前記加熱手段(8,9)は、前記被加工基材(6)をイオン照射、又はイオン照射と電気ヒータとにより加熱する、
請求項1、2又は3記載のダイヤモンドライクカーボン製造装置。 - 堆積した前記ダイヤモンドライクカーボン内のダイヤモンド微結晶が前記グラファイト微結晶よりも多い、
請求項1乃至4のいずれかの項記載のダイヤモンドライクカーボン製造装置。 - 支持用電極(5)で支持された被加工基材(6)が配置された容器(1)内を炭化水素系原料ガス雰囲気で所定気圧に維持するとともに、その容器(1)内に放電プラズマを発生させ、さらに、前記被加工基材(6)を、摂氏200度乃至400度の温度範囲で加熱した状態で保持し、前記被加工基材(6)に前記支持用電極(5)を通じて1kV以上のパルス電圧を所定時間印加することにより、当該被加工基材(6)の表面に、グラファイト微結晶とダイヤモンド微結晶とが混在した、その抵抗率が1キロオームセンチメートル以下となるダイヤモンドライクカーボンを堆積させる、
ダイヤモンドライクカーボンの製造方法。 - 前記炭化水素系原料ガスが、六員環を含まない低分子量炭化水素ガス、メタン、エタン、プロパン、アセチレン、エチレンガスの少なくとも一つを含む、
請求項6記載の製造方法。 - 前記炭化水素系原料ガスが、さらに、アルゴンガスと水素ガスの少なくとも一方をさらに混合したガスである、
請求項7記載の製造方法。 - 請求項1乃至5のいずれかの項記載のダイヤモンドライクカーボン製造装置によって製造された、sp2結合のグラファイト微結晶とsp3結合のダイヤモンド微結晶とが混在したダイヤモンドライクカーボンによりコーティングされた工業製品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008184765A JP4704453B2 (ja) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | ダイヤモンドライクカーボン製造装置、製造方法及び工業製品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008184765A JP4704453B2 (ja) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | ダイヤモンドライクカーボン製造装置、製造方法及び工業製品 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010024476A JP2010024476A (ja) | 2010-02-04 |
JP2010024476A5 JP2010024476A5 (ja) | 2010-12-09 |
JP4704453B2 true JP4704453B2 (ja) | 2011-06-15 |
Family
ID=41730571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008184765A Expired - Fee Related JP4704453B2 (ja) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | ダイヤモンドライクカーボン製造装置、製造方法及び工業製品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4704453B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150111289A (ko) | 2014-03-25 | 2015-10-05 | 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 | 성막 장치 및 성막 방법 |
CN110965022A (zh) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体结构的形成方法 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5150861B2 (ja) * | 2008-12-29 | 2013-02-27 | 日本アイ・ティ・エフ株式会社 | 硬質炭素膜およびその形成方法 |
US9183965B2 (en) | 2010-11-30 | 2015-11-10 | Nomura Plating Co., Ltd. | Conductive hard carbon film and method for forming the same |
WO2012090421A1 (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | キヤノンアネルバ株式会社 | プラズマcvd装置 |
SG11201405405SA (en) * | 2012-03-09 | 2014-11-27 | Youtec Co Ltd | Cvd apparatus |
JP6383910B2 (ja) * | 2012-11-27 | 2018-09-05 | 地方独立行政法人山口県産業技術センター | プラズマcvd装置及び膜の製造方法 |
DE102013005926B4 (de) * | 2013-04-04 | 2015-12-03 | Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg | Gleitringdichtungsanordnung mit unterschiedlich harten Gleitflächen |
US10249495B2 (en) * | 2016-06-28 | 2019-04-02 | Applied Materials, Inc. | Diamond like carbon layer formed by an electron beam plasma process |
JP2017059844A (ja) * | 2016-11-18 | 2017-03-23 | 株式会社大木工藝 | 電気二重層キャパシタ |
US11043375B2 (en) | 2017-08-16 | 2021-06-22 | Applied Materials, Inc. | Plasma deposition of carbon hardmask |
KR20200130490A (ko) | 2018-04-09 | 2020-11-18 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 패터닝 애플리케이션들을 위한 탄소 하드 마스크들 및 이와 관련된 방법들 |
JP2021523558A (ja) * | 2018-05-03 | 2021-09-02 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | パターニングのための高品質c膜のパルスプラズマ(dc/rf)蒸着 |
JP2022538455A (ja) | 2019-07-01 | 2022-09-02 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマカップリング材料の最適化による膜特性の変調 |
US11664214B2 (en) | 2020-06-29 | 2023-05-30 | Applied Materials, Inc. | Methods for producing high-density, nitrogen-doped carbon films for hardmasks and other patterning applications |
US11664226B2 (en) | 2020-06-29 | 2023-05-30 | Applied Materials, Inc. | Methods for producing high-density carbon films for hardmasks and other patterning applications |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0361369A (ja) * | 1989-07-29 | 1991-03-18 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ダイヤモンド状炭素膜の製造方法 |
JPH1192935A (ja) * | 1997-09-19 | 1999-04-06 | Daido Steel Co Ltd | 耐摩耗性硬質炭素被膜 |
JP2002327271A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 導電性硬質炭素皮膜 |
JP2004217975A (ja) * | 2003-01-14 | 2004-08-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 炭素薄膜及びその製造方法 |
JP2004277800A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 炭素薄膜成膜方法および成膜装置 |
-
2008
- 2008-07-16 JP JP2008184765A patent/JP4704453B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0361369A (ja) * | 1989-07-29 | 1991-03-18 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ダイヤモンド状炭素膜の製造方法 |
JPH1192935A (ja) * | 1997-09-19 | 1999-04-06 | Daido Steel Co Ltd | 耐摩耗性硬質炭素被膜 |
JP2002327271A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 導電性硬質炭素皮膜 |
JP2004217975A (ja) * | 2003-01-14 | 2004-08-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 炭素薄膜及びその製造方法 |
JP2004277800A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 炭素薄膜成膜方法および成膜装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150111289A (ko) | 2014-03-25 | 2015-10-05 | 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 | 성막 장치 및 성막 방법 |
CN110965022A (zh) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体结构的形成方法 |
CN110965022B (zh) * | 2018-09-28 | 2021-12-24 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体结构的形成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010024476A (ja) | 2010-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4704453B2 (ja) | ダイヤモンドライクカーボン製造装置、製造方法及び工業製品 | |
JP2010024476A5 (ja) | ダイヤモンドライクカーボン製造装置、製造方法及び工業製品 | |
Nemanich et al. | CVD diamond—Research, applications, and challenges | |
KR20110115291A (ko) | Dlc 코팅장치 | |
Ding et al. | Low-temperature deposition of nanocrystalline Al2O3 films by ion source-assisted magnetron sputtering | |
KR20150116570A (ko) | 플라즈마 화학기상증착 프로세스의 전계제어기법을 이용한 그래핀 나노월 성장 방법 | |
Lee et al. | UV-enhanced atomic layer deposition of ZrO2 thin films at room temperature | |
JP4150789B2 (ja) | 非晶質窒化炭素膜及びその製造方法 | |
JP2004176132A (ja) | ナノダイヤモンド膜及びその製造方法 | |
CN103266306A (zh) | 一种用pvd技术制备石墨烯或超薄碳膜的方法 | |
JP2004217975A (ja) | 炭素薄膜及びその製造方法 | |
JPS60195092A (ja) | カ−ボン系薄膜の製造方法および装置 | |
Bae et al. | High-speed deposition of graphite-like carbon film by Ar/C6H6 surface-wave plasma with high-voltage pulse biasing | |
KR101695590B1 (ko) | 티타늄금속기판 위에 다이아몬드 코팅층이 형성된 수처리용 구조재 및 그 제조 방법 | |
JP3911555B2 (ja) | シリコン系薄膜の製造法 | |
Miyagawa et al. | Effects of target bias voltage on the electrical conductivity of DLC films deposited by PBII/D with a bipolar pulse | |
JP2014037340A (ja) | グラフェン膜の製造装置及びグラフェン膜の製造方法 | |
CN111910171A (zh) | 一种电场和/或磁场调控合成二维材料的装置和方法 | |
Jing et al. | Nanomechanical and electrochemical properties of diamond-like carbon (DLC) films deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique | |
Zhai et al. | Fast growth of conductive amorphous carbon films by HFCVD with filament temperature control | |
CN112647059B (zh) | 一种利用原子层沉积技术快速生长NixC薄膜的方法 | |
Chun | Pulsed dc Sputtered Nanocrystalline VN Coatings for Electrode Materials for Supercapacitors | |
Talukder et al. | Pulsed direct-current reactive sputtering of high Young's modulus [002] oriented aluminum nitride thin films | |
US11162172B2 (en) | Method for coating temperature-sensitive substrates with polycrystalline diamond | |
Mars et al. | Influence of Sputtering Power on the Properties of Magnetron Sputtered Tin Selenide Films |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20100118 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101013 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101013 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20101013 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20101019 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20101129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101207 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110308 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110309 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4704453 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |