JPH02104665A - Carbon film-coated member - Google Patents

Carbon film-coated member

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JPH02104665A
JPH02104665A JP63255492A JP25549288A JPH02104665A JP H02104665 A JPH02104665 A JP H02104665A JP 63255492 A JP63255492 A JP 63255492A JP 25549288 A JP25549288 A JP 25549288A JP H02104665 A JPH02104665 A JP H02104665A
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plasma
hydrogen
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舜平 山崎
Shigenori Hayashi
茂則 林
Noriya Ishida
石田 典也
Mari Sasaki
佐々木 麻里
Junichi Takeyama
竹山 順一
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Abstract

PURPOSE:To prevent loss of clairvoyance due to dust, water droplets, etc., by forming a hydrophilic light-transmissive film made of carbon or consisting essentially of carbon and having specified resistivity on an insulating light- transmissive member. CONSTITUTION:A hydrophilic light-transmissive film made of carbon or consisting essentially of carbon and having <=5X10<13>OMEGAcm resistivity is formed on the surface of an insulating light transmissive member to be weathered such as the windshield, window of a building, etc. A silicon nitride film is preferably interposed between the film and the member to improve the film adhesion. From 5 to 30atom% of hydrogen or fluorine, 0.1-10% of group III or IV element of the periodic table, etc., can be added as the auxiliary components of the film consisting essentially of carbon. The film can be formed on the member by subjecting a gas contg. hydrocarbons such as C2H4 and desired auxiliary components to a plasma reaction.

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 本発明は、親水性を有し、その固有抵抗が5×IQII
ΩC1以下の炭素または炭素を主成分とする被膜に関す
る。
Detailed Description of the Invention "Field of Application of the Invention" The present invention has hydrophilicity and has a specific resistance of 5×IQII.
It relates to carbon or a coating mainly composed of carbon having a resistance of ΩC1 or less.

本発明はこれをガラス等の透光性部材に形成するに際し
、この部材上に透光性を有し、部材と密着性を有する窒
化珪素膜を形成し、さらにその上に炭素または炭素を主
成分とする被膜を形成する多層構造の部材に関する。
In the present invention, when forming this on a light-transmitting member such as glass, a silicon nitride film having light-transmitting properties and adhesion to the member is formed on the member, and carbon or a carbon-based film is further formed on the silicon nitride film. The present invention relates to a member having a multilayer structure forming a coating as a component.

本発明は、III価またはV価の不純物を水素または弗
素とともに炭素または炭素を主成分とする保護用被膜中
に添加し、親水性の程度の制御、ビッカース硬度の制御
および電気伝導度の制御をせんとするものである。
The present invention adds III-valent or V-valent impurities together with hydrogen or fluorine to carbon or a protective coating mainly composed of carbon, thereby controlling the degree of hydrophilicity, Vickers hardness, and electrical conductivity. This is what I am trying to do.

「従来技術」 一般にプラズマCVD法においては、平坦面を有する基
板上に平面状に成膜する方法が工業的に有効であるとさ
れている。さらに、プラズマCVD法でありながら、ス
パッタ効果を伴わせつつ成膜させる方法も知られている
。その代表例である炭素膜のコーティングに関しては、
本発明人の出願になる特許側r炭素被膜を有する複合体
およびその作製方法1 (特願昭56−146936昭
和56年9月17日出願)が知られている。しかし、こ
れらは一対の電極のみを用いる平行平板型を有し、1つ
の高周波電源より導出した2つの出力端をそれぞれの電
極に連結し、一方の電極(カソード側)に基板を配設し
、自ら発生するセルフバイアスを用いて平坦面の上面に
炭素膜を成膜する方法である。
"Prior Art" Generally, in the plasma CVD method, a method of forming a film in a planar shape on a substrate having a flat surface is considered to be industrially effective. Furthermore, a method is also known in which a film is formed using a plasma CVD method while also producing a sputtering effect. Regarding carbon film coating, which is a typical example,
A patent application filed by the present inventor is known: Composite having a carbon coating and method for producing the same 1 (Japanese Patent Application No. 56-146936, filed on September 17, 1988). However, these have a parallel plate type using only a pair of electrodes, two output ends derived from one high frequency power source are connected to each electrode, and a substrate is arranged on one electrode (cathode side). This method uses self-generated self-bias to form a carbon film on the upper surface of a flat surface.

「従来の問題点」 かかる1つの高周波電源を用いるため、平行平板型のプ
ラズマ反応方法においては、電極の一方の側の電極に平
行に密接して基板を配設してその上面にプラズマCVD
がなされる。
"Conventional Problems" In order to use such a single high-frequency power source, in the parallel plate type plasma reaction method, a substrate is disposed parallel to and close to the electrode on one side of the electrode, and the plasma CVD is applied to the upper surface of the substrate.
will be done.

そのため、大量生産をせんとしても、単に電極を大面積
とし、形成する膜も1層の被膜を一方の電極面でのみ処
理するもので生産性が悪い。さらにこの基体または部材
に独立してバイアスを印加することが難しく、薄膜形成
に最適なプロセス条件を探すことが困難である。さらに
基体または部材にバイアス印加をしたエツチング方法に
関しても、多量に同時に処理をすることができない。
Therefore, even if mass production is not required, productivity is poor because the electrodes are simply made to have a large area and a single layer of film is processed only on one electrode surface. Furthermore, it is difficult to independently apply a bias to this substrate or member, making it difficult to find optimal process conditions for thin film formation. Furthermore, with regard to etching methods in which a bias is applied to a substrate or a member, it is not possible to simultaneously process a large amount.

このため、大容量空間で一度に多数の部材に対し膜を形
成する方法またはエツチングする方法が求められていた
For this reason, there has been a need for a method of forming or etching a film on a large number of members at once in a large capacity space.

本発明はかかる目的のためになされたものである。The present invention has been made for this purpose.

「問題を解決すべき手段」 本発明は、かかるダイヤモンド状炭素(DLCという)
が形成された部材およびその作製方法を提供するもので
、プラズマCVD用として、反応空間の一端側および他
端側に互いに離間して一対の電極(第1および第2の電
極)を配設する。さらにそれぞれ独立した電磁エネルギ
供給手段およびマツチングボックスを有する。そしてそ
れぞれの電極にマツチングボックスを介して供給される
電磁エネルギの位相を互いに制御する位相調整器を有す
る。
"Means to Solve the Problem" The present invention is based on diamond-like carbon (DLC).
The present invention provides a member in which a is formed and a method for producing the same, in which a pair of electrodes (first and second electrodes) are arranged at one end and the other end of a reaction space spaced apart from each other for plasma CVD. . Furthermore, each of them has an independent electromagnetic energy supply means and a matching box. It has a phase adjuster that mutually controls the phase of electromagnetic energy supplied to each electrode via a matching box.

それぞれの電極から発せられる電磁エネルギを用い、反
応空間にKWレベルの大電力を供給し、かつそれぞれの
電極の位相を制御して相乗効果を有するプラズマを反応
空間で発生せしめたものである。
Using the electromagnetic energy emitted from each electrode, a large power of KW level is supplied to the reaction space, and the phase of each electrode is controlled to generate a plasma having a synergistic effect in the reaction space.

この空間内に直流または交流バイアスを加えるための第
3の電極を必要に応じて設ける。一対の電極間の空間(
プラズマ空間)に被処理面を有する基体、部材をホルダ
を用いて配設する。反応空間は減圧にされ、反応性気体
が供給される。反応性気体のプラズマ化のため、一対の
電極のそれぞれには所定の電力および周波数の電磁エネ
ルギが電磁エネルギ供給手段、マツチングボックスを介
して供給される。このそれぞれの電極には、接地に対し
て互いに位相が概略180°または概略0゜となるよう
異なった高周波電圧をそれぞれの高周波電源より印加し
、互いに対称または同相の交番電圧が印加されるよう位
相調整器で調整、制御する。
A third electrode for applying direct current or alternating current bias is provided in this space as necessary. The space between a pair of electrodes (
A substrate and a member having a surface to be processed are placed in a plasma space using a holder. The reaction space is evacuated and a reactive gas is supplied. In order to turn the reactive gas into plasma, electromagnetic energy of a predetermined power and frequency is supplied to each of the pair of electrodes via an electromagnetic energy supply means and a matching box. Different high-frequency voltages are applied to these electrodes from respective high-frequency power sources so that the phases are approximately 180° or approximately 0° with respect to the ground, and the phases are adjusted so that alternating voltages that are symmetrical or in phase with each other are applied. Adjust and control with a regulator.

結果として合わせて実質的に1つの高周波の交番電圧と
し、プラズマ空間にKWレベルの大電力を印加し、反応
性気体を完全に分解、電離させるための高周波プラズマ
を誘起させる。さらにそのそれぞれの高周波電源の他端
を接地せしめる。
As a result, substantially one high-frequency alternating voltage is applied, and a large power of KW level is applied to the plasma space to induce high-frequency plasma to completely decompose and ionize the reactive gas. Furthermore, the other end of each high frequency power source is grounded.

またさらに発生させる場合、基体または部材を挟んで直
流(自己または外部よりの直流バイアス用電圧)または
交番(交流バイアス用電圧)電圧を印加する。自己直流
バイアス方式の場合、第2の交番電圧で一方の電極側で
加速されたイオンが部材の被形成面上をスパッタしつつ
、被形成面上に強く被膜化またはエツチングをさせる。
If further generation is desired, a direct current (self- or externally applied direct current bias voltage) or alternating current (alternating current bias voltage) voltage is applied across the substrate or member. In the case of the self-direct current bias method, ions accelerated on one electrode side by the second alternating voltage sputter on the formation surface of the member, strongly forming a film or etching on the formation surface.

第1の交番電圧がそれぞれ独立した電磁エネルギ供給手
段およびマツチングボックスをへてそれぞれの電極に印
加させる場合、また概略O°即ち0±30°以内の場合
と概略180°即ち180±30゜以内の場合では反応
空間全体へ均一に広げるためには後者即ち180±30
°以内(概略180°)が優れていた、また、90±3
0°以内の位相度ではプラズマが特に一方の電極側にか
たよってしまった。
When the first alternating voltage is applied to each electrode through independent electromagnetic energy supply means and matching boxes, and when it is within approximately 0°, that is, 0 ± 30°, and when it is within approximately 180°, that is, 180 ± 30°. In this case, the latter, i.e. 180 ± 30
within 180° (approximately 180°), and 90±3
When the phase angle was within 0°, the plasma was particularly biased toward one electrode.

これは反応空間内でイオンを双方の電極で一方から他方
の電極にまた他方の電極から一方の電極に大きく運動さ
せる位相とすることにより、空間をより広く、プラズマ
化し、そのイオンを運動させるためと推定される。
This is done by creating a phase that causes ions to move greatly from one electrode to the other electrode and from the other electrode to the other electrode in the reaction space, making the space wider, turning it into plasma, and causing the ions to move. It is estimated to be.

本発明のプラズマCVDとして、炭素または炭素を主成
分とする被膜即ちDLC(ダイヤモンド状炭素B)の場
合を示す。
As the plasma CVD of the present invention, the case of carbon or a film mainly composed of carbon, that is, DLC (diamond-like carbon B) will be shown.

この薄膜の形成として、エチレン(CJa)、メタン(
CH4) 、アセチレン(CJzL 弗化炭素(CzF
いCJIりのような炭化水素気体または弗化炭素または
C)IF、。
To form this thin film, ethylene (CJa), methane (
CH4), acetylene (CJzL carbon fluoride (CzF
Hydrocarbon gases or fluorocarbons or C) IF, such as CJI.

HlCsFi、HsCF、C1bh等の弗化炭素の如き
炭素弗化物気体を導入し、さらにIII価またはV価の
添加物、代表的にはそれぞれホウ素用のジボラン(Bz
ui) 。
A carbon fluoride gas such as HlCsFi, HsCF, C1bh, etc. is introduced, and a III- or V-valent additive is added, typically diborane (Bz) for boron, respectively.
ui).

弗化ホウ素(BFff)またアンモニア(NH,)、弗
化窒素(NF3)を添加した。そして成膜された被膜中
にIII価またはV価の添加物は0.1〜10原子%と
した。
Boron fluoride (BFff), ammonia (NH, ), and nitrogen fluoride (NF3) were added. The amount of the III-valent or V-valent additive in the formed film was 0.1 to 10 atomic %.

このとき水素または弗素は5〜30原子%が添加されて
いた。かくしてSP3軌道を有するダイヤモンドと類似
のC−C結合をつくり、比抵抗(固有抵抗)1×lOh
〜5×1OI3ΩC−代表的には1×lO?〜5×10
目Ωcmを有するとともに、ビッカース硬度700〜5
000Kg/am”、光学的エネルギバンド巾CEgと
いう)が1.OeV以上、好ましくは1.5〜5.5e
Vを有する可視領域で透光性のダイヤモンドと類似の特
性を有する被膜を形成した。
At this time, 5 to 30 atomic percent of hydrogen or fluorine was added. In this way, a C-C bond similar to that of diamond with SP3 orbital is created, and the resistivity (specific resistance) is 1×lOh.
~5×1OI3ΩC – typically 1×1O? ~5×10
with a Vickers hardness of 700 to 5
000Kg/am", optical energy band width CEg) is 1.OeV or more, preferably 1.5 to 5.5e
A film having characteristics similar to those of diamond, which is transparent in the visible region and has V, was formed.

本発明方法での成膜に際し、弗素の如きハロゲン元素を
初期状態から有するcap、とNHs÷H2の反応また
はCJ&とBtHb+Htとの反応を用い、プラズマC
VD中に炭化物気体に加えて同時に窒素(7価の添加物
)またはホウ素(■価の添加物)を混入させて、親水性
表面を有せしめ、また厚さ方向に均一な濃度勾配を設け
た炭素を主成分とする被膜または添加物の有無を制御し
た多層の複合膜を作ってもよい。
When forming a film using the method of the present invention, plasma C
In addition to carbide gas, nitrogen (7-valent additive) or boron (■-valent additive) was mixed into VD to create a hydrophilic surface and to create a uniform concentration gradient in the thickness direction. A film containing carbon as a main component or a multilayer composite film in which the presence or absence of additives is controlled may be produced.

以下に図面に従って本発明の作製方法を記す。The manufacturing method of the present invention will be described below according to the drawings.

「実施例1」 第2図は、基体または部材上にプラズマ反応法により薄
膜形成またはエツチングを行う方法を実施するためのプ
ラズマ処理装置の概要を示す。
"Example 1" FIG. 2 shows an outline of a plasma processing apparatus for carrying out a method of forming or etching a thin film on a substrate or member by a plasma reaction method.

図面において、プラズマ反応装置の反応容器(7)はゲ
ート弁(9)で外部と仕切られている。ガス系(30)
において、キャリアガスである水素またはアルゴンを(
31)より、反応性気体である炭化水素気体、例えばメ
タン(CH4)、エチレン(czna)を(32)より
、弗化炭素気体である弗化炭素(CzFb、C3F@)
を(33)より、■価またはV個用の気体であるBtH
bまたはNH,を(34)より、ジシラン(Si、H,
)を(35)より、反応容器のエツチング用気体である
弗化窒素または酸素を(36)より、バルブ(28)、
流量計(29)をへて反応系(50)中にノズル(25
)を経て導入する。
In the drawing, a reaction vessel (7) of the plasma reactor is separated from the outside by a gate valve (9). Gas system (30)
, the carrier gas hydrogen or argon (
From 31), reactive gases such as hydrocarbon gases, such as methane (CH4) and ethylene (czna), and from (32), fluorocarbon gases such as fluorocarbons (CzFb, C3F@).
From (33), BtH, which is a gas with valence or V
b or NH, from (34), disilane (Si, H,
) from (35), nitrogen fluoride or oxygen, which is an etching gas for the reaction vessel, from (36), a valve (28),
A nozzle (25) passes through the flow meter (29) into the reaction system (50).
).

水素と六弗化二炭素(CzFb)とを導入すると、水素
が弗素を引き抜き、残ったC−F結合による弗素が添加
されたSP3接合を多数有するダイヤモンド状炭素膜(
DLCともいうが、添加物が添加されたDLCを含めて
本発明は炭素または炭素を主成分とする被膜という)を
成膜できる。
When hydrogen and dicarbon hexafluoride (CzFb) are introduced, the hydrogen pulls out the fluorine, resulting in a diamond-like carbon film (
(Although also referred to as DLC, the present invention refers to carbon or a film containing carbon as a main component, including DLC to which additives are added).

またジシラン(SiJi)を(35)より、アンモニア
(NI+3)を(34)より導入して、プラズマCVD
反応を生ぜしめて窒化珪素膜を形成することができる。
In addition, disilane (SiJi) was introduced from (35) and ammonia (NI+3) was introduced from (34), and plasma CVD
A reaction can be caused to form a silicon nitride film.

この反応容器(7)の上下に第1の一対の電極を同一形
状を有せしめて第1および第2の電極(3−1)。
A first pair of electrodes having the same shape are provided above and below this reaction container (7) to form first and second electrodes (3-1).

(3−2)をアルミニウムの金属メツシュで構成せしめ
る。
(3-2) is made of aluminum metal mesh.

このそれぞれの電極には第1および第2の電磁エネルギ
供給手段(15−1) 、 (15−2)を有する。そ
れぞれの電源である供給手段より1〜100MIIzの
交番電圧例えば13.56MH2の高周波電圧を発し、
その電磁エネルギをLCRで構成され反応容器内のイン
ピーダンスとマチングをさせるためのマツチングボック
ス(16−1) 、 (16−2)を有する。このマツ
チングボックスより導入端子(4−1) 、 (4−2
)をへてそれぞれの電極(3−1) 、 (3−2)に
電磁エネルギが供給される。第1および第2の電源(1
5−1)、(1・5−2)は同一周波数の同一波形を原
則とするが、定倍波形を用いてもよい。
Each of the electrodes has first and second electromagnetic energy supply means (15-1) and (15-2). An alternating voltage of 1 to 100 MIIz, for example, a high frequency voltage of 13.56 MH2, is emitted from the supply means which is each power source,
Matching boxes (16-1) and (16-2) are provided to match the electromagnetic energy to the impedance inside the reaction vessel, which is composed of LCR. The terminals introduced from this matching box (4-1), (4-2
), electromagnetic energy is supplied to each electrode (3-1) and (3-2). The first and second power supplies (1
5-1) and (1 and 5-2) are basically the same waveform with the same frequency, but a constant multiplication waveform may also be used.

それぞれの電源の位相は位相調整器(26)で180 
”±30″以内に互いに制御されている。
The phase of each power supply is set to 180 by the phase adjuster (26).
They are controlled to within "±30" of each other.

反応性気体はノズル(25)より下方向に放出される。The reactive gas is emitted downward from the nozzle (25).

バイアス電圧の直流電源(17−2) 、第2の交番電
圧電源(17−1)の周波数をlOH2〜100KH2
よりなるバイアス手段(17)により供給される。そし
てこのバイアスはスイッチ(10)が(11−2)のと
き基体または部材に供給される。
The frequency of the bias voltage DC power supply (17-2) and the second alternating voltage power supply (17-1) is set to 1OH2 to 100KH2.
The biasing means (17) consists of: This bias is then supplied to the substrate or member when the switch (10) is in (11-2).

かくして反応空間(8)にプラズマが発生する。Plasma is thus generated in the reaction space (8).

排気系(25)は、圧力調整バルブ(21) 、ターボ
分子ポンプ(22) 、  ロータリーポンプ(23)
を経て不要気体を排気する。
The exhaust system (25) includes a pressure adjustment valve (21), a turbo molecular pump (22), and a rotary pump (23).
Unnecessary gas is exhausted through the process.

これらの反応性気体は、反応空間(8)で0.001〜
1.0torr例えば0.05torrとした。
These reactive gases are present in the reaction space (8) at a concentration of 0.001 to
It was set to 1.0 torr, for example, 0.05 torr.

かかる空間において、0.5〜50KW (単位面積あ
たりO,OQ5〜5W/cm”)例えばIKW(単位面
積あたり0.IW/cmtO高エネルギ)の第1の高周
波電圧を加える。さらに第2の交番電圧による交流バイ
アスの印加により、被形成面上には−50〜−600V
 (例えばその出力はIKW)の負の自己バイアス電圧
が印加されており、この負の自己バイアス電圧により加
速された反応性気体を基体または部材上にスパッタしつ
つ成膜し、かつ緻密な膜とすることができた。
In this space, a first high frequency voltage of 0.5 to 50 KW (O, OQ 5 to 5 W/cm" per unit area), for example, IKW (0.IW/cmtO high energy per unit area) is applied. Furthermore, a second alternating voltage is applied. By applying an AC bias voltage, -50 to -600V is applied to the surface to be formed.
A negative self-bias voltage (for example, the output is IKW) is applied, and a reactive gas accelerated by this negative self-bias voltage is sputtered onto a substrate or member to form a film, and a dense film is formed. We were able to.

反応性気体は、例えばエチレンと弗化炭素の混合気体と
した。その割合はCzF6/CJi = 1/4〜4/
1とし、代表的には1/1である。この割合を可変する
ことにより、透過率および比抵抗を制御することができ
る。基体または部材(1)の温度は室温〜150°C1
代表的には外部加熱をすることなく室温に保持させる。
The reactive gas was, for example, a mixed gas of ethylene and carbon fluoride. The ratio is CzF6/CJi = 1/4~4/
1, typically 1/1. By varying this ratio, transmittance and specific resistance can be controlled. The temperature of the substrate or member (1) is room temperature to 150°C1
Typically, it is maintained at room temperature without external heating.

かくして被形成面上は比抵抗1×106〜5X10′3
Ωcmを有し、光学的エネルギバンド中1.0〜5.5
eVを有し、有機樹脂上またその他固体無機材料上にも
密着させて成膜させ得る。可視光に対し、透光性のアモ
ルファス構造または結晶構造を有する弗素と水素とが添
加された炭素または炭素を主成分とする被膜を0.1〜
8μm例えば0.5μm(平面部)、1〜3μm(凸部
)に生成させた。成膜速度は100〜1000人/分を
有していた。
Thus, the resistivity on the surface to be formed is 1 x 106 to 5 x 10'3.
Ωcm, 1.0 to 5.5 in the optical energy band
eV, and can be formed into a film in close contact with organic resins or other solid inorganic materials. A film containing carbon or carbon as a main component to which fluorine and hydrogen are added and has an amorphous or crystalline structure that is transparent to visible light.
It was made to have a thickness of 8 μm, for example, 0.5 μm (flat portion) and 1 to 3 μm (convex portion). The deposition rate was 100-1000 people/min.

かくして部材であるガラス板、有機樹脂物上、その他の
部材に炭素を主成分とする被膜、特に炭素中に水素また
は弗素を30原子%以下含有するとともに、0.3〜1
0原子%の濃度にホウ素または窒素が混入した親水性炭
素膜を形成させることができた。
In this way, coatings containing carbon as a main component on glass plates, organic resins, and other members, particularly those containing hydrogen or fluorine in carbon at 30 atomic % or less, and containing 0.3 to 1
A hydrophilic carbon film containing boron or nitrogen at a concentration of 0 atomic % could be formed.

有機物上に100〜2000人の厚さにエチレンのみに
よる第1の炭素を設け、さらにその上にC2F4と水素
とアンモニアとを用いて弗素と窒素と水素とが添加され
た親水性炭素を主成分とする被膜を多層に形成させるこ
とができた。
A first carbon made of only ethylene is provided on an organic material to a thickness of 100 to 2000 people, and the main component is hydrophilic carbon to which fluorine, nitrogen, and hydrogen are added using C2F4, hydrogen, and ammonia. It was possible to form a multilayer coating.

「実施例2」 この実施例は実施例1で用いた装置により、第1図に示
す如く、有機物の部材要部上に炭素を主成分とする膜を
作製した例である。
"Example 2" This example is an example in which a film containing carbon as a main component was formed on the main part of an organic material using the apparatus used in Example 1, as shown in FIG.

第1図(A)において、アルミニウムの部上に有機樹脂
が設けられたOPC(を機感光導電体)ドラム(1)を
用いたもので、その上に光伝導体または保護膜としてD
LC膜(45)を形成したものである。
In Fig. 1 (A), an OPC (optical photoconductor) drum (1) in which an organic resin is provided on an aluminum part is used, and D is used as a photoconductor or a protective film on the drum.
An LC film (45) is formed thereon.

第1図(A) 、 (B)において、このプラスチック
ス(1)は軽量であり、この上への密着性向上のためエ
チレンと水素とを用いて0.01〜0.1 μmの厚さ
に形成した。さらにその上にCzF6とNH3とH2と
の混合気体を用いて比抵抗が1×10h〜5X10”Ω
cI11好ましくはI XIO’ 〜5 XIO”Ωc
mの膜を0.2〜2μmの厚さに親水性を有する炭素膜
を形成した。かくしてOPCドラム上に本発明方法によ
り窒素が4.5原子%、弗素および水素が10〜30原
子%添加された炭素を主成分とする被膜を作製すること
ができた。
In Figures 1 (A) and (B), this plastic (1) is lightweight, and in order to improve its adhesion to the plastic, ethylene and hydrogen are used to make it 0.01 to 0.1 μm thick. was formed. Furthermore, by using a mixed gas of CzF6, NH3, and H2, the specific resistance is 1×10h~5×10”Ω.
cI11 preferably I XIO' ~ 5 XIO"Ωc
A hydrophilic carbon film was formed to a thickness of 0.2 to 2 μm. In this way, a film containing carbon as a main component to which 4.5 at. % of nitrogen and 10 to 30 at. % of fluorine and hydrogen were added could be produced on the OPC drum by the method of the present invention.

「実施例3J この実施例は下地材料用被膜として窒化珪素を形成する
例である。
“Example 3J This example is an example in which silicon nitride is formed as a coating for the base material.

反応性気体として第2図でジシラン(SfJ6)/NH
3を(35)より、アンモニア(N)lx)を(34)
より供給して、(SizH5)/NHs =1/3〜1
/10とした。外部より加熱することなく、実施例1と
同じ< 、0.05torrの圧力で高周波を加えた。
Disilane (SfJ6)/NH in Figure 2 as a reactive gas.
3 from (35), ammonia (N) lx) from (34)
Supply from (SizH5)/NHs = 1/3 to 1
/10. High frequency waves were applied at a pressure of 0.05 torr, the same as in Example 1, without external heating.

すると窒化珪素膜をこれらの上面に100人7分の成膜
速度で形成することが可能となった。
This made it possible to form a silicon nitride film on these upper surfaces at a deposition rate of 100 people and 7 minutes.

「実施例4」 この実施例は第1図(C)に示したものである。"Example 4" This embodiment is shown in FIG. 1(C).

第2図のプラズマ処理装置を実施例と同様に用いた。そ
して板状の基体ホルダをプラズマ空間(8)内に配設し
、その両面に被形成面を有する基板(1)を保持し、こ
こに多層に被膜を形成した例でありこの基体としてはガ
ラス板がある。このガラス板は自動車、オートバイ、航
空機、船舶のフロントウィンド、サイドミラー、サイド
ウィンド、リアウィンドまたは家庭の窓であり、その外
気に触れる面倒である。
The plasma processing apparatus shown in FIG. 2 was used in the same manner as in the example. This is an example in which a plate-shaped substrate holder is placed in a plasma space (8), holds a substrate (1) having a surface to be formed on both sides, and a multilayer coating is formed thereon, and this substrate is made of glass. There is a board. These glass plates are the front windows, side mirrors, side windows, and rear windows of automobiles, motorcycles, airplanes, and ships, or windows of homes, and are troublesome to expose to the outside air.

この基板上にまず実施例3に示した窒化珪素膜を形成し
た。この反応容器を外気(特に酸素)に触れさせること
なくさらに反応性気体を排除し、実施例1に示した如く
この上に弗素が添加された炭素膜を0.1〜5μm例え
ば0.5μmの厚さに形成した。
First, the silicon nitride film shown in Example 3 was formed on this substrate. Reactive gases were further removed from the reaction vessel without exposing it to outside air (particularly oxygen), and a fluorine-doped carbon film of 0.1 to 5 μm, for example 0.5 μm, was applied thereon as shown in Example 1. formed to a thickness.

本発明において、特にこの炭素またはIII価またはV
価の添加物に加えて弗素が添加された炭素を主成分とす
る被膜は親水性を有し、また静電気の発生によるゴミの
付着を防ぐため、その比抵抗はlXl0’〜5X10”
ΩCl11の範囲、特に好ましくはlXlO7〜lXl
0”Ωcamの範囲とした。
In the present invention, particularly this carbon or III-valent or V
The film whose main component is carbon to which fluorine has been added in addition to fluorine additives has hydrophilic properties and prevents the adhesion of dust due to the generation of static electricity, so its specific resistance is 1X10' to 5X10''
ΩCl11 range, particularly preferably lXlO7 to lXl
The range was 0"Ωcam.

本実施例において、ガラスは酸化珪素よりなり、酸素を
含有し、弗化物気体とは反応しやすいために、DLCを
形成する前に耐酸素性を有するバッファ層として透光性
でかつ緻密性がよい窒化珪素膜(45−1)を形成した
。そして耐弗素性を酸化珪素より有する窒化珪素上に弗
素が添加された炭素膜または炭素を主成分とする被膜(
45−2)を積層した。
In this example, the glass is made of silicon oxide, contains oxygen, and easily reacts with fluoride gas, so it is used as a buffer layer with oxygen resistance before forming DLC, which is transparent and has good density. A silicon nitride film (45-1) was formed. Then, a fluorine-doped carbon film or a carbon-based film (
45-2) were laminated.

この第1図(C)の縦断面図はフロントウィンドのみな
らず、サイドウィンド、ミラー表面であってもよい。
The vertical cross-sectional view of FIG. 1(C) may be of not only the front window but also the side window or mirror surface.

第1図(E)は曲面上に対し形成したものである。FIG. 1(E) shows the structure formed on a curved surface.

これらは実使用上風切りが強く、また鉱物質のほこりが
衝突しやすく、結果として失透、濁りが摩耗により発生
しやすいため、本発明は優れたものである。
The present invention is excellent because these materials are subject to strong wind blowing in actual use, and mineral dust is likely to collide with them, resulting in devitrification and turbidity due to abrasion.

[実施例6J 本発明の実施例において、下地材料としてジシランとエ
チレンとをプラズマ雰囲気中に導入し、炭化珪素(Si
xCl−x O<X<l)を形成し、その上に炭素また
は炭素を主成分とする被膜を形成した。すると、この炭
化珪素の光学的エネルギバンド巾が1.5〜2.5eV
であるため、黄色の半透光性の下地材とすることができ
た。さらに炭素被膜の密着性向上にもきわめて有効であ
った。
[Example 6J In an example of the present invention, disilane and ethylene were introduced into the plasma atmosphere as base materials, and silicon carbide (Si
xCl-x O<X<l), and carbon or a film containing carbon as a main component was formed thereon. Then, the optical energy band width of this silicon carbide is 1.5 to 2.5 eV.
Therefore, it was possible to create a yellow semi-transparent base material. Furthermore, it was extremely effective in improving the adhesion of the carbon film.

「実施例6」 この実施例は第1図(D)の形状である。装置は実施例
1を用い、下地材料として実施例4と同様に窒化珪素膜
、その上に親水性の炭素膜を形成した。第1図の層にお
いて、基板ホルダを板状とし、その両面にそれぞれの基
板(11)[11’)(11’)を配設して形成したも
のである。その結果、それぞれの基板(11) 、(1
1(11°)上には片面のみに窒化珪素膜(45−1)
"Example 6" This example has the shape shown in FIG. 1(D). Example 1 was used as the device, and a silicon nitride film was formed as the base material in the same manner as in Example 4, and a hydrophilic carbon film was formed thereon. In the layer shown in FIG. 1, the substrate holder is formed into a plate shape, and the respective substrates (11), [11'], and (11') are disposed on both sides of the board holder. As a result, each substrate (11), (1
Silicon nitride film (45-1) on only one side on 1 (11°)
.

(45−1°)とその上に炭素または炭素を主成分とす
る被膜(45−2) 、 (45’−2)が積層して形
成された。その結果、炭素膜(4)と同様にガラス等の
上にも炭素膜を密着して形成することができた。そして
片面の雨があたる表面のみに形成することにより、生産
性を2倍にすることができた。その他は実施例4と同様
である。
(45-1°) and carbon or carbon-based coatings (45-2) and (45'-2) were laminated thereon. As a result, like the carbon film (4), a carbon film could be formed in close contact with glass or the like. By forming it only on one surface that is exposed to rain, we were able to double productivity. The rest is the same as in Example 4.

「実施例6」 この実施例は実施例1で用いた装置を用いた。"Example 6" This example used the apparatus used in Example 1.

第2図において、酸素(02)または弗化窒素(NF、
)のみを導入し、基体または部材または反応容器、ホル
ダ上の被膜のエツチング除去を100〜300人/分の
速度でした。この実施例において、エツチングされる材
料は炭素または炭素を主成分とする被膜(プラズマ酸素
でエツチングされる)、窒化珪素(NFiのプラズマに
よりエツチングされる)である。
In Figure 2, oxygen (02) or nitrogen fluoride (NF,
), and the coating on the substrate, member, reaction vessel, or holder could be etched and removed at a rate of 100 to 300 people/min. In this embodiment, the etched materials are carbon or carbon-based coatings (etched with plasma oxygen), silicon nitride (etched with NFi plasma).

「効果」 本発明方法により、電気伝導度を有しかつ親水性の表面
を有する保護膜を作ることが初めて可能となった。特に
窓等の透光性表面にはほこりがたまったり、また雨の日
その表面張力があると内部より窓を通して外部を見んと
しても、雨粒の乱反射のためによく外を見ることができ
ない0本発明はかかる欠点を除去し、透光性基体または
部材上に親水性の炭素または炭素を主成分とする被膜を
形成したものである。特に透光性の基体が酸化珪素等の
ガラス部材であった場合、その下地材料を同一反応炉で
反応性気体を取り替えるのみで成膜できる被膜は窒化珪
素膜と炭素または炭素を主成分とする被膜であり、これ
らはともに非酸化物材料である。さらに耐弗素気体被膜
である窒化珪素膜を下地材料に用いることは基体を弗素
で損傷させないため有効である。それらの成膜に際して
は成膜温度を概略同じ温度の室温〜150°Cで形成し
生産性を向上できた。
"Effects" The method of the present invention makes it possible for the first time to produce a protective film that has electrical conductivity and a hydrophilic surface. Especially when dust accumulates on translucent surfaces such as windows, and on rainy days, when there is surface tension, even if you try to look outside through the window from inside, you will not be able to see the outside clearly because of the diffused reflection of raindrops. The present invention eliminates these drawbacks and forms a hydrophilic carbon or carbon-based coating on a transparent substrate or member. In particular, when the transparent substrate is a glass material such as silicon oxide, the film that can be formed by simply replacing the reactive gas in the same reactor as the base material is a silicon nitride film and carbon or carbon as the main components. coatings, both of which are non-oxide materials. Furthermore, it is effective to use a silicon nitride film, which is a fluorine gas-resistant film, as the base material because the substrate is not damaged by fluorine. When forming these films, the film formation temperature was approximately the same, from room temperature to 150°C, and productivity could be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の基体または部材上に被膜を形成した例
およびその要部を示す。 第2図は本発明のプラズマ装置の概要を示す。
FIG. 1 shows an example in which a coating is formed on a substrate or member of the present invention and its essential parts. FIG. 2 shows an outline of the plasma apparatus of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、絶縁性を有する透光性部材であって、前記部材面に
親水性を有しかつ5×10^1^3Ωcm以下の固有抵
抗を有する透光性の炭素または炭素を主成分とする膜が
設けられたことを特徴とする炭素膜で覆われた部材。 2、透光性部材上または該部材上の透光性下地材料上に
炭素を主成分とし、副成分として水素または弗素に加え
て元素周期律表III価またはV価の元素が添加されたこ
とを特徴とする炭素膜で覆われた部材。 3、特許請求の範囲第1項において、III価またはV価
の添加物は0.1〜10原子%が添加され、水素または
弗素は5〜30原子%が添加されたことを特徴とする炭
素膜で覆われた部材。 4、特許請求の範囲第1項において、透光性部材は風雨
に曝され得る側における自動車、オートバイ、自転車、
船舶または航空機のフロントウインド、リアウインド、
サイドミラー、サイドウインドまたは建築物の窓よりな
ることを特徴とする炭素膜で覆われた部材。
[Scope of Claims] 1. A translucent member having insulating properties, the translucent carbon or carbon having hydrophilicity on the surface of the member and having a specific resistance of 5×10^1^3 Ωcm or less. A member covered with a carbon film, characterized in that it is provided with a film mainly composed of. 2. Carbon is the main component on the translucent member or the translucent base material on the member, and an element of valence III or V in the periodic table of elements is added as a subcomponent in addition to hydrogen or fluorine. A member covered with a carbon film characterized by: 3. In claim 1, the carbon is characterized in that 0.1 to 10 atomic % of the III-valent or V-valent additive is added, and 5 to 30 atomic % of hydrogen or fluorine is added. A member covered with a membrane. 4. In claim 1, the translucent member is attached to a car, motorcycle, bicycle, etc. on the side that can be exposed to wind and rain.
front window, rear window of a ship or aircraft,
A member covered with a carbon film characterized by consisting of a side mirror, a side window, or a window of a building.
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