JPH06101047A - 珪素を含む炭素被膜およびその作製方法 - Google Patents
珪素を含む炭素被膜およびその作製方法Info
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- JPH06101047A JPH06101047A JP9378793A JP9378793A JPH06101047A JP H06101047 A JPH06101047 A JP H06101047A JP 9378793 A JP9378793 A JP 9378793A JP 9378793 A JP9378793 A JP 9378793A JP H06101047 A JPH06101047 A JP H06101047A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 珪素を含み、硬さや熱伝導率を高くした炭素
被膜を提供する。 【構成】 炭素を主成分とし、３０原子％以下の珪素を
含む炭素被膜および反応空間内に珪素を一部に含んだ炭
化水素を導入し、プラズマエネルギを導入することによ
り、３０原子％以下の珪素を含む炭素被膜を作製するこ
とを特徴とする炭素被膜作成方法。
被膜を提供する。 【構成】 炭素を主成分とし、３０原子％以下の珪素を
含む炭素被膜および反応空間内に珪素を一部に含んだ炭
化水素を導入し、プラズマエネルギを導入することによ
り、３０原子％以下の珪素を含む炭素被膜を作製するこ
とを特徴とする炭素被膜作成方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、珪素を含む炭素被膜に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の炭化珪素被膜にあっては、珪素を
主成分とし、多数の珪素原子の中に比較的少数の炭素原
子が入り込んだ形のものであった。しかし、炭素過剰の
炭化珪素被膜をプラズマＣＶＤで作製することは、未だ
開示されていない。
主成分とし、多数の珪素原子の中に比較的少数の炭素原
子が入り込んだ形のものであった。しかし、炭素過剰の
炭化珪素被膜をプラズマＣＶＤで作製することは、未だ
開示されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は珪素を含む炭
素被膜を非結晶（アモルファス、以下ＡＳともいう）ま
たは５〜２０オングストロームの大きさの微結晶性を有
する半非結晶質（セミアモルファス、以下ＳＡＳともい
う）の形態に、プラズマ気相法による１００〜４５０℃
好ましくは２００〜３５０℃の低温で形成することを目
的としている。
素被膜を非結晶（アモルファス、以下ＡＳともいう）ま
たは５〜２０オングストロームの大きさの微結晶性を有
する半非結晶質（セミアモルファス、以下ＳＡＳともい
う）の形態に、プラズマ気相法による１００〜４５０℃
好ましくは２００〜３５０℃の低温で形成することを目
的としている。
【０００４】また、本発明は、珪素を含み、硬さや熱伝
導率、並びに基板への密着性を高くした炭素被膜を提供
することを目的としている。
導率、並びに基板への密着性を高くした炭素被膜を提供
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の炭素被膜は、炭素を主成分とし、３０原子
％以下の珪素を含む。
に、本発明の炭素被膜は、炭素を主成分とし、３０原子
％以下の珪素を含む。
【０００６】また、本発明の炭素被膜の作製方法は、反
応空間内に珪素を一部に含んだ炭化珪素を導入し、プラ
ズマエネルギを導入することにより、３０原子％以下の
珪素を含む炭素被膜を作製することを特徴とする。
応空間内に珪素を一部に含んだ炭化珪素を導入し、プラ
ズマエネルギを導入することにより、３０原子％以下の
珪素を含む炭素被膜を作製することを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明の被膜は、プラズマ気相法で炭化水素ガ
スから作製できる。
スから作製できる。
【０００８】プラズマ気相法で炭化水素ガス（反応性気
体）を活性化、分解せしめて炭素原子同士の結合を得る
場合、炭化水素ガスのＣ−Ｈ結合が分解し、活性化され
たＣ−同士が共有結合した結晶構造になる。
体）を活性化、分解せしめて炭素原子同士の結合を得る
場合、炭化水素ガスのＣ−Ｈ結合が分解し、活性化され
たＣ−同士が共有結合した結晶構造になる。
【０００９】このとき、炭化水素ガスの他に水素が導入
され、電磁エネルギによりプラズマ化される。
され、電磁エネルギによりプラズマ化される。
【００１０】プラズマ状態で存在する水素は２つの作用
を行う。
を行う。
【００１１】まず、活性化された水素原子が炭化水素ガ
スのＣ−Ｈ結合の水素原子に衝突して、活性化されたＣ
−を生むと共に、水素原子自体はＨ−Ｈの結合を生じ
る。これが炭化水素ガスの脱水素化である。次に、脱水
素化により活性化されたＣ−が他のＣ−と結合されてい
ない場合に、これとＨ−が結合して、不対結合手（ダン
グリングボンド）の中和作用を行う。
スのＣ−Ｈ結合の水素原子に衝突して、活性化されたＣ
−を生むと共に、水素原子自体はＨ−Ｈの結合を生じ
る。これが炭化水素ガスの脱水素化である。次に、脱水
素化により活性化されたＣ−が他のＣ−と結合されてい
ない場合に、これとＨ−が結合して、不対結合手（ダン
グリングボンド）の中和作用を行う。
【００１２】活性化されたＣ−の多くが他のＣ−と結合
されるが、この結合は、気体内の飛翔中にすでに行われ
る。
されるが、この結合は、気体内の飛翔中にすでに行われ
る。
【００１３】ダングリングボンドの中和に関しては、ア
モルファス形態の珪素では水素のような中和剤を２０〜
３０モル％必要とされているが、不対結合手の量が少な
く、５モル％以下の低い存在量で、炭素同士の共有結合
が強くダイヤモンドと類似の物性を有することになる。
モルファス形態の珪素では水素のような中和剤を２０〜
３０モル％必要とされているが、不対結合手の量が少な
く、５モル％以下の低い存在量で、炭素同士の共有結合
が強くダイヤモンドと類似の物性を有することになる。
【００１４】さらに具体的には、０．０１〜１０ｔｏｒ
ｒの減圧下にて、直流、高周波（５００ＫＨｚ〜５０Ｍ
Ｈｚ）、またはマイクロ波（例えば２．４５ＧＨｚの周
波数）の電磁エネルギを加えて、またはアーク放電を発
生させてプラズマ化し、かかる電磁エネルギにより気化
した反応性気体を活性化し、分解せしめることにより、
結晶化した形態（ＳＡＳ）が得られる。
ｒの減圧下にて、直流、高周波（５００ＫＨｚ〜５０Ｍ
Ｈｚ）、またはマイクロ波（例えば２．４５ＧＨｚの周
波数）の電磁エネルギを加えて、またはアーク放電を発
生させてプラズマ化し、かかる電磁エネルギにより気化
した反応性気体を活性化し、分解せしめることにより、
結晶化した形態（ＳＡＳ）が得られる。
【００１５】本発明において反応性気体は、珪素を一部
に含むため、テトラメチルシラン（（ＣＨ2 ）4 Ｓ
ｉ）、テトラエチルシラン（（Ｃ2 Ｈ5 ）4 Ｓｉ）など
の気体を用いる。このとき、水素を０．０１〜２０モル
％含み、さらに珪素を炭素の１／３〜１／４含むいわゆ
る炭素過剰の炭化珪素であり、主成分を炭素としている
絶縁性材料（光学的エネルギバンド巾Ｅｇ＞２．３ｅＶ
代表的には３．０ｅＶ）となる。なお、珪素を含まない
炭素被膜の形成には、炭化水素例えばアセチレン（Ｃ2
Ｈ2 ）、メタン系炭化水素（Ｃn Ｈ2n+2）などの気体を
用いる。このとき、炭素に水素が３０モル％以下、特に
ＳＡＳとすると０．０１から５モル％と低く存在しつつ
も、炭素同士の共有結合が強くダイヤモンドと類似の物
性を有せしめられる。
に含むため、テトラメチルシラン（（ＣＨ2 ）4 Ｓ
ｉ）、テトラエチルシラン（（Ｃ2 Ｈ5 ）4 Ｓｉ）など
の気体を用いる。このとき、水素を０．０１〜２０モル
％含み、さらに珪素を炭素の１／３〜１／４含むいわゆ
る炭素過剰の炭化珪素であり、主成分を炭素としている
絶縁性材料（光学的エネルギバンド巾Ｅｇ＞２．３ｅＶ
代表的には３．０ｅＶ）となる。なお、珪素を含まない
炭素被膜の形成には、炭化水素例えばアセチレン（Ｃ2
Ｈ2 ）、メタン系炭化水素（Ｃn Ｈ2n+2）などの気体を
用いる。このとき、炭素に水素が３０モル％以下、特に
ＳＡＳとすると０．０１から５モル％と低く存在しつつ
も、炭素同士の共有結合が強くダイヤモンドと類似の物
性を有せしめられる。
【００１６】プラズマ気相法によると、１００〜４５０
℃、好ましくは２００〜３５０℃の低温で形成される。
かかるプラズマ気相法により形成した炭素被膜は、エ
ネルギバンド幅がダイヤモンドのそれに近い２．０ｅＶ
以上代表的には２．５〜３ｅＶを有する絶縁体である。
℃、好ましくは２００〜３５０℃の低温で形成される。
かかるプラズマ気相法により形成した炭素被膜は、エ
ネルギバンド幅がダイヤモンドのそれに近い２．０ｅＶ
以上代表的には２．５〜３ｅＶを有する絶縁体である。
【００１７】また、当該炭素被膜の熱伝導率は２．５
（Ｗ／ｃｍ ｄｅｇ）以上、代表的には５．０（Ｗ／ｃ
ｍ ｄｅｇ）とダイヤモンドの６．６０（Ｗ／ｃｍ ｄ
ｅｇ）に近いきわめてすぐれた高い値を有する。
（Ｗ／ｃｍ ｄｅｇ）以上、代表的には５．０（Ｗ／ｃ
ｍ ｄｅｇ）とダイヤモンドの６．６０（Ｗ／ｃｍ ｄ
ｅｇ）に近いきわめてすぐれた高い値を有する。
【００１８】さらに、当該炭素被膜は、ビッカース硬度
４５００Ｋｇ／ｍｍ2 以上代表的には６５００ｋｇ／ｍ
ｍ2 というダイヤモンド類似の硬さを有するきわめてす
ぐれた特性を有する。かかる特性は、サーマルヘッドに
適用してすぐれた耐摩耗性、感熱高速応答性を有せしめ
ることができる。
４５００Ｋｇ／ｍｍ2 以上代表的には６５００ｋｇ／ｍ
ｍ2 というダイヤモンド類似の硬さを有するきわめてす
ぐれた特性を有する。かかる特性は、サーマルヘッドに
適用してすぐれた耐摩耗性、感熱高速応答性を有せしめ
ることができる。
【００１９】この点に関し、炭素被膜の形成温度が、１
００〜２００℃にては、硬度が若干低く、２００℃以上
特に２５０〜３５０℃においては、きわめて安定な強い
被形成面への密着性と硬さを有する。４５０℃以上にす
ると、被形成面の熱膨脹係数の差によりストレスが内在
するおそれがあり、２００〜４５０℃、とくに２５０〜
３５０℃で形成された被膜が理想的な耐摩耗材料であ
る。
００〜２００℃にては、硬度が若干低く、２００℃以上
特に２５０〜３５０℃においては、きわめて安定な強い
被形成面への密着性と硬さを有する。４５０℃以上にす
ると、被形成面の熱膨脹係数の差によりストレスが内在
するおそれがあり、２００〜４５０℃、とくに２５０〜
３５０℃で形成された被膜が理想的な耐摩耗材料であ
る。
【００２０】なお、本発明の炭素被膜中に１０-2〜１０
-6（Ωｃｍ）-1の電気伝導度を有せしめることができ
る。この為には、前記炭素被膜にIII 価の不純物である
ホウ素を０．１〜３モル％の濃度に添加するか、あるい
はまたはＶ価の不純物であるリンを０．１〜３モル％の
濃度に添加する。
-6（Ωｃｍ）-1の電気伝導度を有せしめることができ
る。この為には、前記炭素被膜にIII 価の不純物である
ホウ素を０．１〜３モル％の濃度に添加するか、あるい
はまたはＶ価の不純物であるリンを０．１〜３モル％の
濃度に添加する。
【００２１】このような電気伝導度を有する場合、機械
的特質により耐摩耗層を必ずしも形成させる必要がない
発熱素子として用いることができる。
的特質により耐摩耗層を必ずしも形成させる必要がない
発熱素子として用いることができる。
【００２２】また、発熱層と耐摩耗層とからなるサーマ
ルへッドの耐摩耗層に本発明の炭素被膜を適用する場
合、減圧状態のプラズマ気相法を用いて耐摩耗層として
の炭素被膜を形成するとき、発熱層の側部に対しても上
面と同様の厚さで保護することができる。そのためこれ
までスパッタ法、常圧気相法などで作った場合、この側
面をおおうために結果として耐摩耗層を上面の厚さにお
いて２μｍ以上（側面の厚さ０．２μｍ以上）を必要と
したのに対し、本発明においては上面も側面もほぼ同じ
厚さに形成可能なため、上面の厚さは０．１〜０．３μ
ｍあれば十分である。結果として厚さが約１／１０にな
ったため、さらに感熱の応答速度を向上させることがで
きる。
ルへッドの耐摩耗層に本発明の炭素被膜を適用する場
合、減圧状態のプラズマ気相法を用いて耐摩耗層として
の炭素被膜を形成するとき、発熱層の側部に対しても上
面と同様の厚さで保護することができる。そのためこれ
までスパッタ法、常圧気相法などで作った場合、この側
面をおおうために結果として耐摩耗層を上面の厚さにお
いて２μｍ以上（側面の厚さ０．２μｍ以上）を必要と
したのに対し、本発明においては上面も側面もほぼ同じ
厚さに形成可能なため、上面の厚さは０．１〜０．３μ
ｍあれば十分である。結果として厚さが約１／１０にな
ったため、さらに感熱の応答速度を向上させることがで
きる。
【００２３】珪素を含む炭素被膜は、該被膜を形成する
基体に対し、その材質に関わらず密着性の良いことが見
いだされた。
基体に対し、その材質に関わらず密着性の良いことが見
いだされた。
【００２４】
【実施例１】以下に、本発明の炭素被膜をサーマルへッ
ドプリンタに用いた場合を図面に従って説明する。
ドプリンタに用いた場合を図面に従って説明する。
【００２５】図面において基板特にセラミック基板上に
グレイズされたガラス層２、発熱体層３、電極４、耐摩
耗層５が積層して設けられている。また図３に示すよう
に、電極４を省略いて、感熱紙がこすられる部分を発熱
層３上に接して耐摩耗層５が設けられている。
グレイズされたガラス層２、発熱体層３、電極４、耐摩
耗層５が積層して設けられている。また図３に示すよう
に、電極４を省略いて、感熱紙がこすられる部分を発熱
層３上に接して耐摩耗層５が設けられている。
【００２６】耐摩耗層５は、炭素または炭素を主成分と
する材料とし、この材料をプラズマ気相法により、以下
のようにして作製した。
する材料とし、この材料をプラズマ気相法により、以下
のようにして作製した。
【００２７】すなわち、被形成面を有する基板を反応容
器内に封入し、この反応容器を１０-3ｔｏｒｒまでに真
空引きをするとともに、この基板を加熱炉により１００
〜４５０℃好ましくは２００〜３５０℃例えば３００℃
に加熱した。この後この雰囲気中に水素、ヘリュームを
導入し、１０-2〜１０ｔｏｒｒにした後誘導方式または
容量結合方式により電磁エネルギを加えた。例えば、電
気エネルギの周波数は１３．５６ＭＨｚ、出力は５０〜
５００Ｗとし、実質的な電極間隔は１５〜１５０ｃｍと
長くした。それは、プラズマ化した時の反応性気体の炭
素−水素結合はきわめて安定であるため、炭素−水素が
会合（同種分子の結合）した分子に対し高いエネルギを
与え、炭素同士を共有結合させるためである。
器内に封入し、この反応容器を１０-3ｔｏｒｒまでに真
空引きをするとともに、この基板を加熱炉により１００
〜４５０℃好ましくは２００〜３５０℃例えば３００℃
に加熱した。この後この雰囲気中に水素、ヘリュームを
導入し、１０-2〜１０ｔｏｒｒにした後誘導方式または
容量結合方式により電磁エネルギを加えた。例えば、電
気エネルギの周波数は１３．５６ＭＨｚ、出力は５０〜
５００Ｗとし、実質的な電極間隔は１５〜１５０ｃｍと
長くした。それは、プラズマ化した時の反応性気体の炭
素−水素結合はきわめて安定であるため、炭素−水素が
会合（同種分子の結合）した分子に対し高いエネルギを
与え、炭素同士を共有結合させるためである。
【００２８】さらにこのプラズマ化した雰囲気に対し、
珪素を含む炭化水素気体、例えばＴＭＳ（（ＣＨ2 ）4
Ｓｉ）、ＴＥＳ（（Ｃ2 Ｈ6 ）4 Ｓｉ）を導入した。す
ると、この反応性気体が雰囲気中の水素原子と反応性気
体の水素原子との衝突により脱水素化し、炭素の結合が
互いに共有結合し合って、被形成面に炭素被膜を形成さ
せることができた。形成された被膜には珪素が１５〜３
０原子％含まれる炭素を主成分とする被膜であった。こ
の被膜はビッカース硬度４５００ｋｇ／ｍｍ2以上の硬
度があった。熱伝導度は２〜３Ｗ／ｃｍ ｄｅｇと少な
かった。
珪素を含む炭化水素気体、例えばＴＭＳ（（ＣＨ2 ）4
Ｓｉ）、ＴＥＳ（（Ｃ2 Ｈ6 ）4 Ｓｉ）を導入した。す
ると、この反応性気体が雰囲気中の水素原子と反応性気
体の水素原子との衝突により脱水素化し、炭素の結合が
互いに共有結合し合って、被形成面に炭素被膜を形成さ
せることができた。形成された被膜には珪素が１５〜３
０原子％含まれる炭素を主成分とする被膜であった。こ
の被膜はビッカース硬度４５００ｋｇ／ｍｍ2以上の硬
度があった。熱伝導度は２〜３Ｗ／ｃｍ ｄｅｇと少な
かった。
【００２９】以上のようにして形成された炭素被膜は
０．０５〜０．２μｍの厚さすなわち従来の１／５〜１
／１０の薄さであっても１０5 時間の使用に耐える耐摩
耗性を有していた。
０．０５〜０．２μｍの厚さすなわち従来の１／５〜１
／１０の薄さであっても１０5 時間の使用に耐える耐摩
耗性を有していた。
【００３０】なお、炭化水素気体例えばメタンまたはプ
ロパンを導入すると、熱伝導率は５Ｗ／ｃｍ ｄｅｇで
あった。
ロパンを導入すると、熱伝導率は５Ｗ／ｃｍ ｄｅｇで
あった。
【００３１】５０〜１５０Ｗの出力を加えたときはアモ
ルファス（ＡＳ）構造が得られ、２５０〜５００Ｗの出
力を加えた時は炭素の共有結合を有した（ＳＡＳ）構造
が、中間ではそれらが混合した構造が電子線回折で観察
された。
ルファス（ＡＳ）構造が得られ、２５０〜５００Ｗの出
力を加えた時は炭素の共有結合を有した（ＳＡＳ）構造
が、中間ではそれらが混合した構造が電子線回折で観察
された。
【００３２】基板の温度が１００〜２００℃にては、硬
度が若干低く、また基板への密着性が必ずしも好ましい
ものではなかったが、２００℃以上特に２５０〜３５０
℃においては、きわめて安定な強い被形成面への密着性
を有していた。
度が若干低く、また基板への密着性が必ずしも好ましい
ものではなかったが、２００℃以上特に２５０〜３５０
℃においては、きわめて安定な強い被形成面への密着性
を有していた。
【００３３】加熱処理は４５０℃以上にすると、基板と
の熱膨脹係数の差によりストレスが内在してしまい問題
があり、２５０〜４５０℃で形成された被膜が理想的な
耐摩耗材料であった。
の熱膨脹係数の差によりストレスが内在してしまい問題
があり、２５０〜４５０℃で形成された被膜が理想的な
耐摩耗材料であった。
【００３４】
【実施例２】本実施例では、実施例１と同様のサーマル
ヘッドを実施例１と同様のプラズマ気相法を用いて、発
熱体層を形成させた。
ヘッドを実施例１と同様のプラズマ気相法を用いて、発
熱体層を形成させた。
【００３５】発熱体層は導電性（抵抗性）または半導体
性であることを必要とするため、形成される被膜はIII
価またはＶ価の不純物例えばホウ素またはリンを不純物
気体／炭化物気体＝０．０１％以下に添加したＡＳまた
はＳＡＳの珪素被膜、またはかかる不純物を不純物気体
／炭化物気体＝０．０１〜３％に添加した抵抗性または
半導体性の炭素被膜（炭素からなる被膜または炭素を主
成分とする被膜）を形成せしめた。
性であることを必要とするため、形成される被膜はIII
価またはＶ価の不純物例えばホウ素またはリンを不純物
気体／炭化物気体＝０．０１％以下に添加したＡＳまた
はＳＡＳの珪素被膜、またはかかる不純物を不純物気体
／炭化物気体＝０．０１〜３％に添加した抵抗性または
半導体性の炭素被膜（炭素からなる被膜または炭素を主
成分とする被膜）を形成せしめた。
【００３６】すなわち前者の珪素被膜に関しては、出発
物質をシラン（Ｓｉn Ｈ2n+2 ｎ≧１）四フッ化珪素を
用い、同様の１００〜４５０℃例えば２００〜３５０℃
にて形成させた。高周波エネルギは１３．５６ＭＨｚを
１０〜５０Ｗとして、ＡＳ、または５０〜２００Ｗとし
てＳＡＳを形成させた。III 価の不純物は例えばホウ素
をＢ2 Ｈ6 用いて、またＶ価の不純物は例えばリンをＰ
Ｈ3 を用いて前記した比のように微小なドープまたはノ
ンドープをして用いた。なお、形成された被膜中に水素
が２０モル％以下に含有したが発熱させることによりそ
れらは外部に放出されてしまった。
物質をシラン（Ｓｉn Ｈ2n+2 ｎ≧１）四フッ化珪素を
用い、同様の１００〜４５０℃例えば２００〜３５０℃
にて形成させた。高周波エネルギは１３．５６ＭＨｚを
１０〜５０Ｗとして、ＡＳ、または５０〜２００Ｗとし
てＳＡＳを形成させた。III 価の不純物は例えばホウ素
をＢ2 Ｈ6 用いて、またＶ価の不純物は例えばリンをＰ
Ｈ3 を用いて前記した比のように微小なドープまたはノ
ンドープをして用いた。なお、形成された被膜中に水素
が２０モル％以下に含有したが発熱させることによりそ
れらは外部に放出されてしまった。
【００３７】また、炭素被膜の形成は、出発物質にアセ
チレンを用い、１００〜４５０℃例えば２００〜３５０
℃にて形成させた。電気エネルギの周波数は１３．５６
ＭＨｚ、出力は５０〜５００Ｗとした。III 価の不純物
は例えばホウ素Ｂ2 Ｈ6 を用いて、またＶ価の不純物は
例えばリンＰＨ3 を用いて前記した比のように微少なド
ープまたはノンドープをして用いた。ここにＢ2 Ｈ6 ／
Ｃ2 Ｈ2 ＝０．０１〜３％、ＰＨ3 ／Ｃ2 Ｈ2 ＝０．０
１〜３％として形成させた。その結果形成された被膜の
電気伝導度は１０-8〜１０-4（Ωｃｍ）-1が得られた。
チレンを用い、１００〜４５０℃例えば２００〜３５０
℃にて形成させた。電気エネルギの周波数は１３．５６
ＭＨｚ、出力は５０〜５００Ｗとした。III 価の不純物
は例えばホウ素Ｂ2 Ｈ6 を用いて、またＶ価の不純物は
例えばリンＰＨ3 を用いて前記した比のように微少なド
ープまたはノンドープをして用いた。ここにＢ2 Ｈ6 ／
Ｃ2 Ｈ2 ＝０．０１〜３％、ＰＨ3 ／Ｃ2 Ｈ2 ＝０．０
１〜３％として形成させた。その結果形成された被膜の
電気伝導度は１０-8〜１０-4（Ωｃｍ）-1が得られた。
【００３８】本実施例の炭素被膜をプラズマ気相法によ
り形成すると、図２、図３に示すように、発熱体層の側
部の厚さが発熱体層上の厚さを概略一致させることがで
きる。
り形成すると、図２、図３に示すように、発熱体層の側
部の厚さが発熱体層上の厚さを概略一致させることがで
きる。
【００３９】これは減圧下（０．０１〜１０ｔｏｒｒ）
で、反応性気体の平均自由行程が長くなり気相法を行う
に際しても側近へのまわりこみが大きいためである。加
えてプラズマ化し反応性気体成分同士に大きな運動エネ
ルギを与えて互いに衝突させ、四方八方への飛翔を促し
ていることにある。
で、反応性気体の平均自由行程が長くなり気相法を行う
に際しても側近へのまわりこみが大きいためである。加
えてプラズマ化し反応性気体成分同士に大きな運動エネ
ルギを与えて互いに衝突させ、四方八方への飛翔を促し
ていることにある。
【００４０】従って、本発明の炭素被膜をサーマルヘッ
ドに応用した場合サーマルヘッドの発熱体層上面と側面
の厚さをほぼ同じ厚さに形成できるため、従来の炭素被
膜のようにその厚さの１番薄い部分の厚さを必要量以上
にしたり、逆に厚く形成される部分はその１０倍も厚く
なるということがない。
ドに応用した場合サーマルヘッドの発熱体層上面と側面
の厚さをほぼ同じ厚さに形成できるため、従来の炭素被
膜のようにその厚さの１番薄い部分の厚さを必要量以上
にしたり、逆に厚く形成される部分はその１０倍も厚く
なるということがない。
【００４１】また、上面と側面をおおった場合、基板と
発熱体層の密着力を高めるという効果を持つ。
発熱体層の密着力を高めるという効果を持つ。
【００４２】以上の説明より明らかなように、本発明の
炭素被膜は、その基本思想としてプラズマ気相法を用い
て作製され、基板温度が１００〜４５０℃、代表的には
２５０〜４００℃、特に３００℃という他の気相法より
も低い温度で可能である。
炭素被膜は、その基本思想としてプラズマ気相法を用い
て作製され、基板温度が１００〜４５０℃、代表的には
２５０〜４００℃、特に３００℃という他の気相法より
も低い温度で可能である。
【００４３】また、被膜形成温度が５００℃以下である
ことは、基板材料としてガラスを用いる時その熱膨脹の
歪に対し、これをきわめて少なくし、従来の高温処理に
よる基板のそりなどの大きな欠点を防ぐことができた。
そのためこれまでのサーマルプリンタの発熱部が１ｍｍ
あたり６本しか作れなかったが、これを２４本にまで高
めることができるようになった。
ことは、基板材料としてガラスを用いる時その熱膨脹の
歪に対し、これをきわめて少なくし、従来の高温処理に
よる基板のそりなどの大きな欠点を防ぐことができた。
そのためこれまでのサーマルプリンタの発熱部が１ｍｍ
あたり６本しか作れなかったが、これを２４本にまで高
めることができるようになった。
【００４４】本発明の実施例においての図１の構造はそ
の一例を示したもので、発熱体層を単結晶としてトラン
ジスタ構造であってもよく、その他シリコンメサ構造、
プレナー構造などに用いることができる。
の一例を示したもので、発熱体層を単結晶としてトラン
ジスタ構造であってもよく、その他シリコンメサ構造、
プレナー構造などに用いることができる。
【００４５】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の炭素被膜は２．０ｅＶ以上のエネルギバンド幅と、
２．５（Ｗ／ｃｍ ｄｅｇ）以上の熱伝導率と、４５０
０Ｋｇ／ｍｍ2 以上のビッカース硬さとを有する絶縁性
かつ透光性の炭素被膜をすぐれた耐摩耗性被膜を密着性
良く形成することができる。
の炭素被膜は２．０ｅＶ以上のエネルギバンド幅と、
２．５（Ｗ／ｃｍ ｄｅｇ）以上の熱伝導率と、４５０
０Ｋｇ／ｍｍ2 以上のビッカース硬さとを有する絶縁性
かつ透光性の炭素被膜をすぐれた耐摩耗性被膜を密着性
良く形成することができる。
【００４６】本発明の炭素被膜はプラズマ気相法により
形成でき、従来の気相法で形成された温度よりも３００
〜５００℃も低い５００℃以下の温度で作ることがで
き、基板材料の選定に大きな自由度を得、低価格化に大
きく貢献できる。
形成でき、従来の気相法で形成された温度よりも３００
〜５００℃も低い５００℃以下の温度で作ることがで
き、基板材料の選定に大きな自由度を得、低価格化に大
きく貢献できる。
【図１】本発明の実施例のサーマルプリンタの一部を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’の断面図を示す。
【図３】図１のＢ−Ｂ’の断面図を示す。
２ ガラス層 ３ 発熱体層 ４ 電極 ５ 耐摩耗層
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/314 Ａ 7352−4Ｍ
Claims (2)
- 【請求項１】 炭素を主成分とし、３０原子％以下の珪
素を含む炭素被膜。 - 【請求項２】 反応空間内に珪素を一部に含んだ炭化水
素を導入し、プラズマエネルギを導入することにより、
３０原子％以下の珪素を含む炭素被膜を作製することを
特徴とする炭素被膜作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5093787A JP2592392B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 珪素を含む炭素被膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5093787A JP2592392B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 珪素を含む炭素被膜の作製方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22938687A Division JPS6379972A (ja) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | 炭素被膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06101047A true JPH06101047A (ja) | 1994-04-12 |
| JP2592392B2 JP2592392B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=14092134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5093787A Expired - Lifetime JP2592392B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 珪素を含む炭素被膜の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2592392B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1195255A1 (en) * | 1999-06-15 | 2002-04-10 | Rohm Co., Ltd. | Thermal print head and method of manufacture thereof |
| US6652969B1 (en) | 1999-06-18 | 2003-11-25 | Nissin Electric Co., Ltd | Carbon film method for formation thereof and article covered with carbon film and method for preparation thereof |
| JP2008526019A (ja) * | 2004-12-22 | 2008-07-17 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | フレキシブル電子回路製品及びその製造方法 |
| US7427439B2 (en) * | 2005-03-15 | 2008-09-23 | Jtekt Corporation | Amorphous-carbon coated member |
| US7455824B2 (en) | 2003-12-04 | 2008-11-25 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Amorphous carbon, amorphous-carbon coated member, and process for forming amorphous carbon film |
| US7537835B2 (en) * | 2001-09-27 | 2009-05-26 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | High friction sliding member |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5578524A (en) * | 1978-12-10 | 1980-06-13 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semiconductor device |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP5093787A patent/JP2592392B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5578524A (en) * | 1978-12-10 | 1980-06-13 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semiconductor device |
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| EP1195255A1 (en) * | 1999-06-15 | 2002-04-10 | Rohm Co., Ltd. | Thermal print head and method of manufacture thereof |
| EP1195255A4 (en) * | 1999-06-15 | 2007-07-18 | Rohm Co Ltd | THERMAL PRESSURE HEAD AND MANUFACTURING METHOD |
| US6652969B1 (en) | 1999-06-18 | 2003-11-25 | Nissin Electric Co., Ltd | Carbon film method for formation thereof and article covered with carbon film and method for preparation thereof |
| US7537835B2 (en) * | 2001-09-27 | 2009-05-26 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | High friction sliding member |
| US7455824B2 (en) | 2003-12-04 | 2008-11-25 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Amorphous carbon, amorphous-carbon coated member, and process for forming amorphous carbon film |
| JP2008526019A (ja) * | 2004-12-22 | 2008-07-17 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | フレキシブル電子回路製品及びその製造方法 |
| US7427439B2 (en) * | 2005-03-15 | 2008-09-23 | Jtekt Corporation | Amorphous-carbon coated member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2592392B2 (ja) | 1997-03-19 |
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