JPH03150360A - 高機能性被膜の形成方法 - Google Patents

高機能性被膜の形成方法

Info

Publication number
JPH03150360A
JPH03150360A JP28921689A JP28921689A JPH03150360A JP H03150360 A JPH03150360 A JP H03150360A JP 28921689 A JP28921689 A JP 28921689A JP 28921689 A JP28921689 A JP 28921689A JP H03150360 A JPH03150360 A JP H03150360A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base material
coating film
atoms
mixed layer
coating
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.)
Granted
Application number
JP28921689A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2840335B2 (ja
Inventor
Seiichi Kiyama
木山 精一
Hitoshi Hirano
均 平野
Michihiro Kurokawa
通広 黒河
Kazuo Ikegami
池上 和男
Masao Onchi
恩地 政夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP28921689A priority Critical patent/JP2840335B2/ja
Publication of JPH03150360A publication Critical patent/JPH03150360A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2840335B2 publication Critical patent/JP2840335B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は金属やその他の母材に、高強度、及び高熱伝導
性を有する被膜を密着して形成することを特徴とする高
機能性被膜の形成方法に関するものである。
(ロ)従来の技術 例えば1)開昭64−6 =1 フ 03号公報には焼
結炭化物の支持体にI) V I)法又はCV I)法
によって生成されたTiNの耐熱材料の中間結合層を介
して多結晶ダイヤモンド層を形成した[具が開示されて
いる。この技術の場合多結晶ダイヤモンド層と焼結炭化
物とによって耐摩耗性及び耐衝撃性に優れた工具ができ
るもののダイヤモンド層と炭化物支持体との間に介在す
る中間結合層はダイヤモンド層、支持体何れの成分も含
まないため剥離の点で信頼性に欠けるという問題点が島
っな。
(ハ)511明が解決しようとする課題本発明は上記従
来技術の問題点に鑑み、母材と表面被膜との密着性を向
上せしめ、同時に高硬度、■つ高熱伝導性を有する被膜
を形成することである。
(ニ)!題を解決するためのf段 本発明は母材の表面に高機能性被膜を形成し、これら母
材と被膜との間に該母材の成分原子と被膜の成分療子と
の混合層を不活性ガスイオン、及びHaか一方の成分原
子イオンの照射とト4時に両原f−をそれぞれ?N5M
させることによって形成し、この混合層の組成比をnl
材に近い部分ほど註母材の成分療tの比率が高く 11
つ被膜に近い部分ほど該VL模の成分原子の比率が高く
なるように変化させたものである。
又、本発明は母材の表面にイオン注入法により反応性ガ
スイオンを注入し、前記母材の人面から内部に向かって
該母材と反応性ガスイオンとの混合層を形成し、続いて
前記母材の成分療子と前記反応性がスとの化合物被膜を
該混合層表両に形成するものである。
更に、本発明は母材の表面にイオンガンより不活性ガス
イオンを照射して該母材表面を雪くするとJlに、該イ
オンガンより反応性ガスイオンを照射しながら墓5M澱
より!51した原子を前記母材に向けて照射し、該母材
表面に蒸5!L/一原子と反応性ガスとの化合物被膜を
形成するものである。
(ホ)作用 #母材と被咬との間に形1瓦された混合層は啼Hの成分
と被膜の成分との両方の成分を含有したものであり、こ
の混合層の存在により母材と彼絞との′#:r?性が向
l−する。
X、前記混合層を反応性ガスの母材へのイオンiF、人
によって形成することは混合層を!g成する反応性ガス
イオンの形成と、波絞を形成する反応性ガスイオンのM
g2とを一つのイオンガンで濠111できる利点がある
更に、母材表面を不活性ガスイオンによってfめ和くし
ておけば母材と被膜間の密着性がより強固になる。
(へ)実施例 以F本発明高機能性被膜の形成方法を図面に沿って詳細
に説明する。
第1v4は上記被膜を形成するための真空蒸着及びイオ
ン注入装置を示し、(1)は1o−m〜10−Torr
にU#気される真空チャンバ、(2)は該真空チャンバ
(菖)内に配置され、図の矢印方向に10〜20 rp
mの遠皮で回転可能にされた基板ホルダ、(3)はSi
(シリコン)#母材、(4)は電子ビームによってSi
m−Fを蒸発させ前記母材(3)に向けて放射する第1
の蒸発源、(5)は同じく電f・ビームによってC(炭
J:)82fを蒸発させ前記母材(3)に向けて放射す
る第2の蒸発源、(G)は前記母材(コ))へAr(ア
ルゴン)イオンを照射する第1のイオンガン、(7)は
ド1じく前記母材(3)へCイオンと■(水素)イオン
とを照射する第2のイオンガンであるゆ 次に上記装置を用いて第2図に示すようなSi母材(3
)の表面にSiC(シリコンカーバイド)とCとの混合
層(34)を介してダイヤモンド被膜(35)を形成す
る方法について説明する。
先ず、真空チャンバ(1)内をIQ−〜IO−Torr
に排気し、第2イオンガン(7)にC11,(メタン)
ガスを供給し、炭素イオンを取9FBして、これをアシ
ストイオンガンとしてm−いて駆動し。
そして母材(3)の表面に照射する。この時の炭素イオ
ンの加速電圧は、!k keV −!k −e−keV
程度が望ましい。
方、炭素イオンの照射とシー時に第1イオンガン(6)
をWJA動してArイオンを照射しながら、第1、及び
第2五発瀬(−1)(S)を駆動し、Si涼f−,及び
C原子を蒸発させて1真記雌材(3)表面に放射する。
この時のSi、及びCの3発速度は500 A /lI
Iin以−F程度、又A「イオンの111遠;g圧は1
〜数keVt度が望ましい。
以薯−のl二程により、母材(3)にflitしたSi
ll;ぎ(−,CtQf、及びCイオンはA「イオンの
助けを17りて、SiCとCの混合層(34)となる。
この時混合層(34)は母材(3)の表面に近いところ
ほどSi原f−の比率が高くなるように、逆に母材(3
)表面から遠く離れるほどC原子の比率が高くなるよう
に第2イオンガン(7)の電流密度をO−0、ローA/
cm”のiiNで可変することによりC原子の混人晴を
制御する。
このようにして母材表面(3)に、膜厚が1.sF厘で
、■つSiとCとの組成比が第3図に示すような傾斜特
性を有する混合層(34)が約3分で形成される。尚、
1−記混合層(34)を均一に杉處するためli記基板
ホルダ(2)を第1図の矢印の方向に10〜20 rp
mで回転させると共に、Si涼t、及びC原子の3発速
度を窮御することが望ましい。
次いで目真記混合層(34)表面のダイヤモンド被膜(
:(5)の杉成方法について説明する。
11−1じチャンバ(1)内で11−1記第2イオンガ
ン(7)より−IIイオンを!!!射しながら、613
時に11−1記第2蒸発源(5)のみを駆動し、ここか
らC原子を蒸発させvk出させる。この時のIIイオン
の電流密l艶。
及び加速電圧は2 mA/cm″、200−700eV
程度が望ましい。又、この工程によって形成されるダイ
ヤモンドI[(35)の成膜速度は250λ/Isin
とし、膜厚は3j11程度が望ましい。
以りのように母材(3)m成原子と被膜(35)構成原
f−とを含む混合層(34)を介して該母材(3)に被
膜(35)を形成することにより、母材(3)の耐久性
を向上させることができ、■つ容特に剥離しない構造と
なる。
第4図及び第5図は第1tA〜第3図とは異なる実施例
を示し、S U S e N i等の金属母材(11)
のに面浅くに、イオン注入により金属原子とN(窒J:
)イオンとの混合に4(12)を形成し、次いでTiN
(窒化チタン)の被膜(13)を形成する方法を示した
ものである。
1・1図において、先ず糎真記第1図の真空チャンバ(
14)内を菖0″′%−10−Torrに俳1(シ、高
エネルギイオンガン(15)を駆動して、10〜20k
eVの加速電圧を有するNイオンをけ材(11)の表面
浅く(0−51m以F程I瓢)に注入して、Irj材(
11)のムリを金に原子とNイオンとの混合層(12)
とする。
次いで低エネルギイオンガン(16)を駆動して、10
0〜200eVの加速電圧を有するNイオンを前記混0
一層(12)に照射しながら、蒸発源(17)を駆動し
てTi(チタン)原子を同じく混合層(12)表面に放
射し、混合M (12)の表面にTiNl&膜(13)
を形成する。この時のTi原子の蒸発速度は。
100〜SOOλ/sin、が望ましい。又、形成され
るTiNの彼11i(t:oを均一なものとするため、
母材(11)を取付けた基板ホルダ(18)を10〜2
0「p■で図の矢印方向に回転させるとよい。
以下のように金属母材(11)表面に該母材(11)と
被膜(目)との両方の成分原f−を有する混合層(12
)を介して#L膜(13)を形成することにより金属母
材(11)を耐摩耗性、耐食性、耐熱性に優れたものと
することができる。
更に第6図は池の実施例を示し、Siやガラス等の鏡−
の母材(21)に11 してc−11N (C型窒化ホ
ウぶ)膜を彰處するときの装置を示す。−1図において
、真空チャンバ(22)を10−−10−Tt+rri
:1B:2Lし、先ず第1イオンガン(23)を駆動し
てA「イオンを母材(21)表面に照射する。この時の
Δrイオンの加速電圧は100〜300eV程度が望ま
しい。この−を程により、母材(21)の表面のクリー
ニングが行われる。そしてこの後、前記A「イオンの加
速電圧を敗keV稈度に上をtさせて前記母材(21)
に再び照射し、母材(21)の表面を粗くして。
被膜を′#:a L Hい様に加工する。
次いで電子銃等の蒸発源(24)を駆動し、第2イオン
ガン(25)を駆動して100〜200eV程度の加速
電圧を有するNイオンを前記母材(21)に照射しなか
らH(ホウ素)原子を該母材(21)に放射する。この
工程により、sot:前後の低温で(−BNの1膜を母
材(21)に密着させて形成することができ、しかもこ
の被膜の結晶性は高いものが得られる。
(ト)発明の効果 本発明は以1−の説明の如く、母材に被膜を彫成するに
際し、該母材と#L膜との両方の成分原T−を混りした
混合層をJ+j村〜被膜間に介挿することによって、母
材と被膜との密着性を向上すると共に杉成する被膜の種
類を間すずに形成できるので耐摩耗性、耐食性、耐熱性
等の種々の性質に優れた機能を有する母材を形成するこ
とが可能となる。
又、混合層の構成原子の組成比に傾斜を付けたものにあ
っては、各母材、被膜との密着性が同村の原子の結合が
増加することによって強くなる効果がある。
史に、被膜形成iに表面を相(したものにあっては被膜
の母材に対する密着性がさらに向上する。
1、図面の@litな説明 第1t4は本発明の被膜形成方法を行うための装置の1
実施例を示す−I′−而略図、第2図は第tt4の装置
を用いて彩成された被膜付き母材の断面略図、第3図は
第2図の混合層を構成する成分原fの母材表面からのi
lj#iに対する組成比の変化を示す図、第・1図は第
1図に相当する装置の別の実施例を示すr−1略図、第
5FAは第・1図の装置をmいた岐校杉成のl二稈を、
1ミす図、第614は第1図に相当する更に別の実施例
を示す平面略図である。
(1)(14)(22)・・・真空チャンバ。
(2》・・・基板ホルダ。
(3)(11)(21)−・・母材。
(4)(5)(17)(24)・−・蒸発源。
(6)(7)(15)(16)(23)(25)・・・
イオンガン、(12)(341−・混合層、 (13)(35)−−・被膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)母材の表面に高機能性被膜を形成し、これら母材
    と被膜との間に該母材の成分原子と被膜の成分原子との
    混合層を不活性ガスイオン、及び何れか一方の成分原子
    イオンの照射と同時に両原子をそれぞれ蒸発させること
    によって形成し、この混合層の組成比を母材に近い部分
    ほど該母材の成分原子の比率が高く且つ被膜に近い部分
    ほど該被膜の成分原子の比率が高くなるように変化させ
    たことを特徴とする高機能性被膜の形成方法。
  2. (2)母材の表面にイオン注入法により反応性ガスイオ
    ンを注入し、前記母材の表面から内部に向かって該母材
    と反応性ガスイオンとの混合層を形形成し、続いて前記
    母材の成分原子と前記反応性ガスとの化合物被膜を該混
    合層表面に形成することを特徴とする高機能性被膜の形
    成方法。
  3. (3)母材の表面にイオンガンより不活性ガスイオンを
    照射して該母材表面を粗くすると共に、該イオンガンよ
    り反応性ガスイオンを照射しながら蒸発源より蒸発した
    原子を前記母材に向けて照射し、該母材表面に蒸発した
    原子と反応性ガスとの化合物被膜を形成することを特徴
    とする高機能性被膜の形成方法。
JP28921689A 1989-11-07 1989-11-07 高機能性被膜の形成方法 Expired - Fee Related JP2840335B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28921689A JP2840335B2 (ja) 1989-11-07 1989-11-07 高機能性被膜の形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28921689A JP2840335B2 (ja) 1989-11-07 1989-11-07 高機能性被膜の形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03150360A true JPH03150360A (ja) 1991-06-26
JP2840335B2 JP2840335B2 (ja) 1998-12-24

Family

ID=17740286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28921689A Expired - Fee Related JP2840335B2 (ja) 1989-11-07 1989-11-07 高機能性被膜の形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2840335B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526768A (en) * 1994-02-03 1996-06-18 Harris Corporation Method for providing a silicon and diamond substrate having a carbon to silicon transition layer and apparatus thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526768A (en) * 1994-02-03 1996-06-18 Harris Corporation Method for providing a silicon and diamond substrate having a carbon to silicon transition layer and apparatus thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2840335B2 (ja) 1998-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003522830A (ja) 向上させた接着力を備えたダイヤモンド様炭素膜
JPS61204372A (ja) 電子線による異種原子の固体内注入を利用した材料の非晶質化方法
JPH03150360A (ja) 高機能性被膜の形成方法
JPS6063372A (ja) 高硬度窒化ホウ素薄膜の製造方法
JPH0259862B2 (ja)
JP2562283B2 (ja) 生体用インプラント部品およびその製造方法
JPH05287500A (ja) フィルムキャリア形基板の製造方法
US5496772A (en) Method of manufacturing film carrier type substrate
JPH04346651A (ja) メタライジング法
JP2501791B2 (ja) フイルムキヤリヤ形基板とその製造方法
JPS6287496A (ja) 単結晶窒化アルミニウム膜の作製方法
JPS6241291A (ja) 固体潤滑膜の作製方法
JPS6091625A (ja) 薄膜の形成方法
JPH0480376A (ja) 金属表面合金化方法
JP2562730B2 (ja) 高機能薄膜の形成方法
JP2562724B2 (ja) 高機能性薄膜の形成方法
JP2671350B2 (ja) TiN膜の製造方法
JP2844779B2 (ja) 膜形成方法
JPH062938B2 (ja) 窒化硼素被覆層を有する複合材料
JPH01275746A (ja) ダイヤモンドに対して金属炭化物層を被着する方法
JPH0230754A (ja) 蒸着方法
JPH0259863B2 (ja)
JPH07115890B2 (ja) ガラス基体面への薄膜形成方法
JPS63166963A (ja) 薄膜の製造方法
JP2703419B2 (ja) 高機能材料膜

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees