JPH07103462B2 - 酸化アルミニウム保護膜の製造方法および製造装置 - Google Patents
酸化アルミニウム保護膜の製造方法および製造装置Info
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- JPH07103462B2 JPH07103462B2 JP40900590A JP40900590A JPH07103462B2 JP H07103462 B2 JPH07103462 B2 JP H07103462B2 JP 40900590 A JP40900590 A JP 40900590A JP 40900590 A JP40900590 A JP 40900590A JP H07103462 B2 JPH07103462 B2 JP H07103462B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の表面に、良質な
酸化アルミの均一な薄膜を、低い加熱温度で形成し、
酸、アルカリ、ハロゲンガスなどに対する耐食性を大幅
に向上させることのできる酸化アルミニウム保護膜の製
造方法および製造装置に関するものである。
酸化アルミの均一な薄膜を、低い加熱温度で形成し、
酸、アルカリ、ハロゲンガスなどに対する耐食性を大幅
に向上させることのできる酸化アルミニウム保護膜の製
造方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【先行技術】物体の表面に、耐食性を有する保護膜を形
成する方法としては、従来、物体の表面に、テフロンの
被膜を形成する方法、陽極酸化法により、アルミニウム
の表面を被覆する方法、スパッタリング法あるいは化学
気相堆積法などにより、耐食性の物質を被覆する方法、
あるいは、トリメチルアルミニウムと水の蒸気を用い
て、酸化アルミの被膜を形成する方法などが知られてい
る。
成する方法としては、従来、物体の表面に、テフロンの
被膜を形成する方法、陽極酸化法により、アルミニウム
の表面を被覆する方法、スパッタリング法あるいは化学
気相堆積法などにより、耐食性の物質を被覆する方法、
あるいは、トリメチルアルミニウムと水の蒸気を用い
て、酸化アルミの被膜を形成する方法などが知られてい
る。
【０００３】
【発明の解決しようとする問題点】しかしながら、テフ
ロンの被膜を形成する場合には、膜厚が大きくなりすぎ
るという欠点があり、陽極酸化法による場合は、被覆す
べき物体が、アルミニウムに限られるという問題があ
り、スパッタリング法あるいは化学気相堆積法などによ
って、耐食性の物質を被覆する場合には、被覆厚が均一
をすることが困難であり、また、陰になる部分は被覆で
きないという問題があり、さらには、トリメチルアルミ
ニウムと水の蒸気を用いて、酸化アルミの被膜を形成す
る場合には、良質な被膜を形成するためには、たとえ
ば、４５０℃程度にまで、加熱しなければならないとい
う問題があった。
ロンの被膜を形成する場合には、膜厚が大きくなりすぎ
るという欠点があり、陽極酸化法による場合は、被覆す
べき物体が、アルミニウムに限られるという問題があ
り、スパッタリング法あるいは化学気相堆積法などによ
って、耐食性の物質を被覆する場合には、被覆厚が均一
をすることが困難であり、また、陰になる部分は被覆で
きないという問題があり、さらには、トリメチルアルミ
ニウムと水の蒸気を用いて、酸化アルミの被膜を形成す
る場合には、良質な被膜を形成するためには、たとえ
ば、４５０℃程度にまで、加熱しなければならないとい
う問題があった。
【０００４】
【発明の目的】本発明の第１の目的は、物体の形状のい
かんを問わず、物体の表面に、均一で、かつ、膜厚の薄
い酸化アルミ保護膜を、室温でも、形成することのでき
る酸化アルミニウム保護膜の製造方法を提供することを
目的とするものである。本発明の第２の目的は、物体の
形状のいかんを問わず、物体の表面に、均一で、かつ、
膜厚の薄い酸化アルミ保護膜を室温で、形成することの
できる酸化アルミニウム保護膜の製造装置を提供するこ
とを目的とするものである。
かんを問わず、物体の表面に、均一で、かつ、膜厚の薄
い酸化アルミ保護膜を、室温でも、形成することのでき
る酸化アルミニウム保護膜の製造方法を提供することを
目的とするものである。本発明の第２の目的は、物体の
形状のいかんを問わず、物体の表面に、均一で、かつ、
膜厚の薄い酸化アルミ保護膜を室温で、形成することの
できる酸化アルミニウム保護膜の製造装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００５】
【発明の構成】本発明者は、本発明のかかる目的を達成
するため、鋭意研究を重ねた結果、過酸化水素の強い酸
化能力に着目し、過酸化水素の蒸気と、トリメチルアル
ミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロプルアル
ミニウムおよびイソブチルアルミニウムからなる群より
選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化合物の蒸
気を用いることによって、前記目的が達成されることを
見出した。
するため、鋭意研究を重ねた結果、過酸化水素の強い酸
化能力に着目し、過酸化水素の蒸気と、トリメチルアル
ミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロプルアル
ミニウムおよびイソブチルアルミニウムからなる群より
選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化合物の蒸
気を用いることによって、前記目的が達成されることを
見出した。
【０００６】すなわち、本件第１発明によれば、真空容
器内に、保護膜を形成すべき物体をセットし、前記真空
容器内を所定の圧力に減圧した後、過酸化水素蒸気と、
トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イ
ソプロプルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウム
からなる群より選ばれる１または２以上の有機アルミニ
ウム化合物の蒸気を、交互に、少なくとも１回づつ、導
入して、化学反応させることにより、いかなる形状の物
体の表面に、均一で、かつ、膜厚の薄い酸化アルミニウ
ム保護膜を、室温で形成することが可能となり、本発明
の第１の目的が達成されることが見出された。
器内に、保護膜を形成すべき物体をセットし、前記真空
容器内を所定の圧力に減圧した後、過酸化水素蒸気と、
トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イ
ソプロプルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウム
からなる群より選ばれる１または２以上の有機アルミニ
ウム化合物の蒸気を、交互に、少なくとも１回づつ、導
入して、化学反応させることにより、いかなる形状の物
体の表面に、均一で、かつ、膜厚の薄い酸化アルミニウ
ム保護膜を、室温で形成することが可能となり、本発明
の第１の目的が達成されることが見出された。
【０００７】また、本件第２発明によれば、保護膜を形
成すべき物体がセットされる真空容器と、該真空容器内
を減圧する真空ポンプと、過酸化水素の蒸気を前記真空
容器内に導入する過酸化水素蒸気導入手段と、トリメチ
ルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロプ
ルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウムからなる
群より選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化合
物の蒸気を前記真空容器内に導入する有機アルミニウム
化合物蒸気導入手段と、過酸化水素蒸気導入手段に設け
られた第１電磁弁と、有機アルミニウム化合物蒸気導入
手段に設けられた第２電磁弁と、第１電磁弁および第２
電磁弁の開閉を制御する制御手段を備えた酸化アルミニ
ウム保護膜の製造装置によって、本発明の前記第２の目
的が達成されることが見出された。
成すべき物体がセットされる真空容器と、該真空容器内
を減圧する真空ポンプと、過酸化水素の蒸気を前記真空
容器内に導入する過酸化水素蒸気導入手段と、トリメチ
ルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロプ
ルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウムからなる
群より選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化合
物の蒸気を前記真空容器内に導入する有機アルミニウム
化合物蒸気導入手段と、過酸化水素蒸気導入手段に設け
られた第１電磁弁と、有機アルミニウム化合物蒸気導入
手段に設けられた第２電磁弁と、第１電磁弁および第２
電磁弁の開閉を制御する制御手段を備えた酸化アルミニ
ウム保護膜の製造装置によって、本発明の前記第２の目
的が達成されることが見出された。
【０００８】本発明の好ましい実施態様によれば、酸化
アルミニウムの保護膜が形成された物体は、さらに、加
熱処理される。加熱温度は、７００℃以上、好ましく
は、８００℃以上、さらに好ましくは、９００℃以上
で、加熱処理時間は、１０分以上である。
アルミニウムの保護膜が形成された物体は、さらに、加
熱処理される。加熱温度は、７００℃以上、好ましく
は、８００℃以上、さらに好ましくは、９００℃以上
で、加熱処理時間は、１０分以上である。
【０００９】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、過酸化水素蒸気と、トリメチルアルミニウム、トリ
エチルアルミニウム、イソプロプルアルミニウムおよび
イソブチルアルミニウムからなる群より選ばれる１また
は２以上の有機アルミニウム化合物蒸気のいずれか一方
を、真空容器内に導入した後、排気がなされ、しかる後
に、他方の蒸気が、真空容器内に導入される。
ば、過酸化水素蒸気と、トリメチルアルミニウム、トリ
エチルアルミニウム、イソプロプルアルミニウムおよび
イソブチルアルミニウムからなる群より選ばれる１また
は２以上の有機アルミニウム化合物蒸気のいずれか一方
を、真空容器内に導入した後、排気がなされ、しかる後
に、他方の蒸気が、真空容器内に導入される。
【００１０】本発明において、過酸化水素蒸気、トリメ
チルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロ
プルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウムからな
る群より選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化
合物蒸気の導入に先立って、真空容器内を、１０-2Ｐａ
以下に減圧し、また、過酸化水素蒸気、または、トリメ
チルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロ
プルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウムからな
る群より選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化
合物蒸気の導入によって、真空容器内の圧力が、１Ｐａ
以上になるように、過酸化水素蒸気、または、トリメチ
ルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロプ
ルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウムからなる
群より選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化合
物蒸気を導入することが望ましい。
チルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロ
プルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウムからな
る群より選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化
合物蒸気の導入に先立って、真空容器内を、１０-2Ｐａ
以下に減圧し、また、過酸化水素蒸気、または、トリメ
チルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロ
プルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウムからな
る群より選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化
合物蒸気の導入によって、真空容器内の圧力が、１Ｐａ
以上になるように、過酸化水素蒸気、または、トリメチ
ルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロプ
ルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウムからなる
群より選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化合
物蒸気を導入することが望ましい。
【００１１】
【発明の作用】本件第１発明および本件第２発明によれ
ば、室温においても、交互に、真空容器内に導入された
トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イ
ソプロプルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウム
からなる群より選ばれる１または２以上の有機アルミニ
ウム化合物蒸気と、過酸化水素蒸気が、それぞれ、物体
の表面に吸着し、トリメチルアルミニウム、トリエチル
アルミニウム、イソプロプルアルミニウムおよびイソブ
チルアルミニウムからなる群より選ばれる１または２以
上の有機アルミニウム化合物蒸気と過酸化水素蒸気に含
まれる水酸基が、式、、またはに示されるよう
に、反応し、物体の表面に、酸化アルミニウム保護膜が
形成される。
ば、室温においても、交互に、真空容器内に導入された
トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イ
ソプロプルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウム
からなる群より選ばれる１または２以上の有機アルミニ
ウム化合物蒸気と、過酸化水素蒸気が、それぞれ、物体
の表面に吸着し、トリメチルアルミニウム、トリエチル
アルミニウム、イソプロプルアルミニウムおよびイソブ
チルアルミニウムからなる群より選ばれる１または２以
上の有機アルミニウム化合物蒸気と過酸化水素蒸気に含
まれる水酸基が、式、、またはに示されるよう
に、反応し、物体の表面に、酸化アルミニウム保護膜が
形成される。
【００１２】 2Al2(CH3)6＋6H2O2 ＝ 2Al2O3 ＋12CH4 ＋3O2 ・・・・・ 4Al(C2H5)3＋6H2O2 ＝ 2Al2O3 ＋12C2H6＋3O2 ・・・・・ 4Al(C3H7)3＋6H2O2 ＝ 2Al2O3 ＋12C3H8＋3O2 ・・・・・ 4Al(C4H9)3＋6H2O2 ＝ 2Al2O3 ＋12C4H10 ＋3O2 ・・・・
【００１３】また、１００℃以上では、さらに、トリメ
チルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロ
プルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウムからな
る群より選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化
合物蒸気の熱分解により生成したアルミニウムと過酸化
水素蒸気から放出された活性酸素原子または式、、
またはに示される反応により生成した酸素が、それ
ぞれ、式、式のように反応して、物体の表面に、酸
化アルミニウム保護膜が形成される。
チルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、イソプロ
プルアルミニウムおよびイソブチルアルミニウムからな
る群より選ばれる１または２以上の有機アルミニウム化
合物蒸気の熱分解により生成したアルミニウムと過酸化
水素蒸気から放出された活性酸素原子または式、、
またはに示される反応により生成した酸素が、それ
ぞれ、式、式のように反応して、物体の表面に、酸
化アルミニウム保護膜が形成される。
【００１４】 2Al ＋3O* ＝ Al2O3 ・・・・・・・・・・・・・・・・
【００１５】 4Al ＋3O2 ＝ 2Al2O3 ・・・・・・・・・・・・・・・・
【００１６】このように形成される酸化アルミニウム保
護膜の膜厚は、単に、トリメチルアルミニウム、トリエ
チルアルミニウム、イソプロプルアルミニウムおよびイ
ソブチルアルミニウムからなる群より選ばれる１または
２以上の有機アルミニウム化合物蒸気と、過酸化水素蒸
気の導入量、すなわち、これらを交互に導入する１サイ
クルにおける導入量あるいは蒸気導入のサイクル数を適
当に選択することによって、容易に制御することができ
るから、所望の厚さの酸化アルミニウム保護膜を物体の
表面に形成することが可能になるし、また、各サイクル
におけるトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニ
ウム、イソプロプルアルミニウムおよびイソブチルアル
ミニウムからなる群より選ばれる１または２以上の有機
アルミニウム化合物蒸気と、過酸化水素蒸気の導入時間
を制御することにより、トリメチルアルミニウム、トリ
エチルアルミニウム、イソプロプルアルミニウムおよび
イソブチルアルミニウムからなる群より選ばれる１また
は２以上の有機アルミニウム化合物蒸気と、過酸化水素
蒸気の分子が、きわめて微細な間隙にも入り込むように
することができるから、いかなる形状の物体に対して
も、所望のように、酸化アルミニウム保護膜を、原子寸
法レベルで、形成することが可能になる。
護膜の膜厚は、単に、トリメチルアルミニウム、トリエ
チルアルミニウム、イソプロプルアルミニウムおよびイ
ソブチルアルミニウムからなる群より選ばれる１または
２以上の有機アルミニウム化合物蒸気と、過酸化水素蒸
気の導入量、すなわち、これらを交互に導入する１サイ
クルにおける導入量あるいは蒸気導入のサイクル数を適
当に選択することによって、容易に制御することができ
るから、所望の厚さの酸化アルミニウム保護膜を物体の
表面に形成することが可能になるし、また、各サイクル
におけるトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニ
ウム、イソプロプルアルミニウムおよびイソブチルアル
ミニウムからなる群より選ばれる１または２以上の有機
アルミニウム化合物蒸気と、過酸化水素蒸気の導入時間
を制御することにより、トリメチルアルミニウム、トリ
エチルアルミニウム、イソプロプルアルミニウムおよび
イソブチルアルミニウムからなる群より選ばれる１また
は２以上の有機アルミニウム化合物蒸気と、過酸化水素
蒸気の分子が、きわめて微細な間隙にも入り込むように
することができるから、いかなる形状の物体に対して
も、所望のように、酸化アルミニウム保護膜を、原子寸
法レベルで、形成することが可能になる。
【００１７】本発明の好ましい実施態様によれば、物体
の表面に形成された酸化アルミニウム保護膜が、サファ
イヤ化して、さらに、耐食性が向上し、ふっ酸溶液にも
腐食されない耐食性をきわめて高い酸化アルミニウム保
護膜を形成することが可能になる。
の表面に形成された酸化アルミニウム保護膜が、サファ
イヤ化して、さらに、耐食性が向上し、ふっ酸溶液にも
腐食されない耐食性をきわめて高い酸化アルミニウム保
護膜を形成することが可能になる。
【００１８】
【実施態様】以下、添付図面に基づいて、本発明の実施
態様につき、詳細に説明を加える。
態様につき、詳細に説明を加える。
【００１９】図１は、本発明の実施態様に係る酸化アル
ミニウム保護膜の製造装置の略正面図である。
ミニウム保護膜の製造装置の略正面図である。
【００２０】図１において、本発明の実施態様に係る酸
化アルミニウム保護膜の製造装置は、真空容器１、トリ
メチルアルミニウム容器２、過酸化水素容器３を備え、
真空容器１とトリメチルアルミニウム容器２および過酸
化水素容器３とは、それぞれ、たとえば、ＳＵＳ３１６
からなる蒸気供給管４、５により連通可能に接続されて
おり、蒸気供給管４、５には、それぞれ、流量制御弁
６、７および電磁弁８、９が設けられている。真空容器
１には、真空ポンプ１０が、電磁弁１１を介して接続さ
れている。
化アルミニウム保護膜の製造装置は、真空容器１、トリ
メチルアルミニウム容器２、過酸化水素容器３を備え、
真空容器１とトリメチルアルミニウム容器２および過酸
化水素容器３とは、それぞれ、たとえば、ＳＵＳ３１６
からなる蒸気供給管４、５により連通可能に接続されて
おり、蒸気供給管４、５には、それぞれ、流量制御弁
６、７および電磁弁８、９が設けられている。真空容器
１には、真空ポンプ１０が、電磁弁１１を介して接続さ
れている。
【００２１】１２、１３、１４は、それぞれ、電磁弁
８、９、１１のアクチュエータであり、コンピュータ１
５によって制御される電磁弁駆動ユニット１６と接続ケ
ーブル１７により接続され、所定のタイミングで、それ
ぞれ、電磁弁８、９、１１を開閉する。また、図１にお
いて、１８は、真空ゲージであり、１９は、酸化アルミ
ニウム保護膜を形成すべき物体を保持するホルダーであ
る。
８、９、１１のアクチュエータであり、コンピュータ１
５によって制御される電磁弁駆動ユニット１６と接続ケ
ーブル１７により接続され、所定のタイミングで、それ
ぞれ、電磁弁８、９、１１を開閉する。また、図１にお
いて、１８は、真空ゲージであり、１９は、酸化アルミ
ニウム保護膜を形成すべき物体を保持するホルダーであ
る。
【００２２】以上のように構成された本発明の実施態様
に係る酸化アルミニウム保護膜の製造装置によって、物
体の表面に酸化アルミニウム保護膜を形成する場合に
は、まず、酸化アルミニウム保護膜を形成すべき物体
を、真空容器１内にセットする。この場合、物体の形状
により、ホルダー１９に物体を保持させても、あるい
は、単に、真空容器１内に、物体を載置するようにして
もよい。
に係る酸化アルミニウム保護膜の製造装置によって、物
体の表面に酸化アルミニウム保護膜を形成する場合に
は、まず、酸化アルミニウム保護膜を形成すべき物体
を、真空容器１内にセットする。この場合、物体の形状
により、ホルダー１９に物体を保持させても、あるい
は、単に、真空容器１内に、物体を載置するようにして
もよい。
【００２３】次いで、電磁弁１１が開かれて、真空ポン
プ１０によって、真空容器１内を、１０-2Ｐａ以下に減
圧する。
プ１０によって、真空容器１内を、１０-2Ｐａ以下に減
圧する。
【００２４】その後、電磁弁８を開き、トリメチルアル
ミニウム蒸気を、真空容器１内の圧力が、１Ｐａ以上に
なるまで、導入し、電磁弁８を、所定時間、開いた状態
で保持する。その結果、図示しない物体の表面に、トリ
メチルアルミニウム蒸気の分子が吸着する。次いで、電
磁弁８を閉じた後、電磁弁１１を開いて、真空容器１内
の圧力が、１０-2Ｐａ以下になるまで、トリメチルアル
ミニウム蒸気を排気する。
ミニウム蒸気を、真空容器１内の圧力が、１Ｐａ以上に
なるまで、導入し、電磁弁８を、所定時間、開いた状態
で保持する。その結果、図示しない物体の表面に、トリ
メチルアルミニウム蒸気の分子が吸着する。次いで、電
磁弁８を閉じた後、電磁弁１１を開いて、真空容器１内
の圧力が、１０-2Ｐａ以下になるまで、トリメチルアル
ミニウム蒸気を排気する。
【００２５】真空容器１内の圧力が、所定圧力まで低下
したことを真空ゲージ１８により検出すると、電磁弁１
１が閉じられて、電磁弁９が開かれ、真空容器１内に、
過酸化水素容器３から、過酸化水素蒸気が導入し、電磁
弁９を、所定時間、開いた状態で保持する。その結果、
図示しない物体の表面に、過酸化水素蒸気の分子が吸着
する。
したことを真空ゲージ１８により検出すると、電磁弁１
１が閉じられて、電磁弁９が開かれ、真空容器１内に、
過酸化水素容器３から、過酸化水素蒸気が導入し、電磁
弁９を、所定時間、開いた状態で保持する。その結果、
図示しない物体の表面に、過酸化水素蒸気の分子が吸着
する。
【００２６】ここに、物体の表面には、すでに、トリメ
チルアルミニウム蒸気の分子が吸着しているから、過酸
化水素蒸気の分子の吸着により、第１式に示される化合
反応が生じ、図示しない物体の表面に、酸化アルミニウ
ムの保護膜が形成される。
チルアルミニウム蒸気の分子が吸着しているから、過酸
化水素蒸気の分子の吸着により、第１式に示される化合
反応が生じ、図示しない物体の表面に、酸化アルミニウ
ムの保護膜が形成される。
【００２７】また、図示しないヒータにより、真空容器
１内が、１００℃以上に加熱されている場合には、トリ
メチルアルミニウム蒸気が熱分解して、さらに、式お
よび式で示される化合反応が生じ、酸化アルミニウム
の保護膜が、図示しない物体の表面に、形成される。
１内が、１００℃以上に加熱されている場合には、トリ
メチルアルミニウム蒸気が熱分解して、さらに、式お
よび式で示される化合反応が生じ、酸化アルミニウム
の保護膜が、図示しない物体の表面に、形成される。
【００２８】こうして、酸化アルミニウムの保護膜形成
の１サイクルが終了し、要求される酸化アルミニウムの
保護膜の膜厚に応じて、繰り返される。
の１サイクルが終了し、要求される酸化アルミニウムの
保護膜の膜厚に応じて、繰り返される。
【００２９】ここに、真空容器１内の圧力、トリメチル
アルミニウム蒸気と過酸化水素蒸気の導入時間を、１サ
イクルで、物体の表面に、１分子層の酸化アルミニウム
の保護膜が吸着されるように制御すると、所望の膜厚の
酸化アルミニウムの保護膜を、容易に、形成することが
でき、望ましい。
アルミニウム蒸気と過酸化水素蒸気の導入時間を、１サ
イクルで、物体の表面に、１分子層の酸化アルミニウム
の保護膜が吸着されるように制御すると、所望の膜厚の
酸化アルミニウムの保護膜を、容易に、形成することが
でき、望ましい。
【００３０】また、トリメチルアルミニウム蒸気と過酸
化水素蒸気の導入時間を制御することにより、トリメチ
ルアルミニウム蒸気および過酸化水素蒸気の分子を、き
わめて微細な間隙にも入り込むようにすることができ、
いかなる形状の物体に対しても、所望のように、酸化ア
ルミニウム保護膜を、原子寸法レベルで、形成すること
が可能になる。
化水素蒸気の導入時間を制御することにより、トリメチ
ルアルミニウム蒸気および過酸化水素蒸気の分子を、き
わめて微細な間隙にも入り込むようにすることができ、
いかなる形状の物体に対しても、所望のように、酸化ア
ルミニウム保護膜を、原子寸法レベルで、形成すること
が可能になる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の効果を、より明確なものとす
るため、実施例を掲げる。
るため、実施例を掲げる。
【００３２】実施例１ 直径１５０mm、高さ１５０mmのアルミニウム合金製円筒
容器内に、アセトン、メタノール、純水の順で、超音波
洗浄し、乾燥窒素を用いて、乾燥させたＳＵＳ３０４か
らなるステンレスピンセットを、真空容器内にセット
し、１５０リットル／秒の真空ポンプを用いて、室温
で、酸化アルミニウム保護膜を形成した。
容器内に、アセトン、メタノール、純水の順で、超音波
洗浄し、乾燥窒素を用いて、乾燥させたＳＵＳ３０４か
らなるステンレスピンセットを、真空容器内にセット
し、１５０リットル／秒の真空ポンプを用いて、室温
で、酸化アルミニウム保護膜を形成した。
【００３３】まず、真空ポンプにより、真空容器内を、
６×１０-3Ｐａにまで減圧し、その後、トリメチルアル
ミニウム蒸気を０．５秒間導入して、真空容器内の圧力
を、２Ｐａに上昇させた後、真空ポンプにより、２秒
間、排気して、真空容器内の圧力を、６×１０-3Ｐａに
まで減圧し、さらに、過酸化水素蒸気を０．５秒間導入
して、真空容器内の圧力を、２Ｐａに上昇させ、その
後、３秒間、排気するサイクルを、繰り返したところ、
１分間に、最大１０サイクルの保護膜形成がなし得るこ
とが判明した。
６×１０-3Ｐａにまで減圧し、その後、トリメチルアル
ミニウム蒸気を０．５秒間導入して、真空容器内の圧力
を、２Ｐａに上昇させた後、真空ポンプにより、２秒
間、排気して、真空容器内の圧力を、６×１０-3Ｐａに
まで減圧し、さらに、過酸化水素蒸気を０．５秒間導入
して、真空容器内の圧力を、２Ｐａに上昇させ、その
後、３秒間、排気するサイクルを、繰り返したところ、
１分間に、最大１０サイクルの保護膜形成がなし得るこ
とが判明した。
【００３４】図２は、真空容器内の圧力変化を示すグラ
フであり、図３は、形成された酸化アルミニウム保護膜
の膜厚とサイクル数との関係を示すグラフである。図３
より、１サイクルで、０．１１３nmの酸化アルミニウム
保護膜が形成され、１０００サイクル繰り返したとこ
ろ、ピンセット表面に、１１３nmの酸化アルミニウム保
護膜が形成されたことが判明した。
フであり、図３は、形成された酸化アルミニウム保護膜
の膜厚とサイクル数との関係を示すグラフである。図３
より、１サイクルで、０．１１３nmの酸化アルミニウム
保護膜が形成され、１０００サイクル繰り返したとこ
ろ、ピンセット表面に、１１３nmの酸化アルミニウム保
護膜が形成されたことが判明した。
【００３５】こうして、酸化アルミニウム保護膜が形成
されたピンセットを、３６重量％の塩酸溶液中に、４時
間、浸して、その耐食性を調べたところ、気泡の発生
は、全く認められず、ステンレス鋼の耐食性が大幅に向
上したことが判明した。
されたピンセットを、３６重量％の塩酸溶液中に、４時
間、浸して、その耐食性を調べたところ、気泡の発生
は、全く認められず、ステンレス鋼の耐食性が大幅に向
上したことが判明した。
【００３６】また、酸化アルミニウム保護膜が形成され
たピンセットを、９５０℃の電気炉内で、１５分間加熱
処理し、４７重量％のふっ酸溶液中に、３０分浸し、取
り出した後、目視で表面を観察したところ、膜厚の変化
は全く認められず、ふっ酸に対する耐食性もまた、大幅
に向上することが見出された。これは、加熱処理によ
り、形成された酸化アルミニウム保護膜がサファイヤ化
するためと考えられる。
たピンセットを、９５０℃の電気炉内で、１５分間加熱
処理し、４７重量％のふっ酸溶液中に、３０分浸し、取
り出した後、目視で表面を観察したところ、膜厚の変化
は全く認められず、ふっ酸に対する耐食性もまた、大幅
に向上することが見出された。これは、加熱処理によ
り、形成された酸化アルミニウム保護膜がサファイヤ化
するためと考えられる。
【００３７】実施例２
【００３８】実施例１と同一の真空容器内に、アセト
ン、メタノール、純水の順で、超音波洗浄し、乾燥窒素
を用いて、乾燥させた（１００）面方位のガリウム砒素
基板をセットし、実施例と１と全く同様にして、減圧、
トリメチルアルミニウム蒸気の導入、排気、過酸化水素
蒸気の導入、排気のサイクルを、１０００サイクル繰り
返したところ、ガリウム砒素基板の表面に、１１３nmの
酸化アルミニウム保護膜が形成された。
ン、メタノール、純水の順で、超音波洗浄し、乾燥窒素
を用いて、乾燥させた（１００）面方位のガリウム砒素
基板をセットし、実施例と１と全く同様にして、減圧、
トリメチルアルミニウム蒸気の導入、排気、過酸化水素
蒸気の導入、排気のサイクルを、１０００サイクル繰り
返したところ、ガリウム砒素基板の表面に、１１３nmの
酸化アルミニウム保護膜が形成された。
【００３９】このようにして、酸化アルミニウム保護膜
が形成された基板よりなる４つのサンプルをつくり、５
重量％、１０重量％、３０重量％および８０重量％の硫
酸溶液に、それぞれ、１３時間、浸し、表面段差計によ
り、エッチングステップを測定したところ、いずれも、
硫酸溶液によるエッチング量は、検出限界である１nm以
下であることが判明した。このことは、形成された酸化
アルミニウム保護膜が、硫酸溶液に対しても、優れた耐
食性を有し、ガリウム砒素の選択エッチング用マスクと
して、使用し得ることを示している。
が形成された基板よりなる４つのサンプルをつくり、５
重量％、１０重量％、３０重量％および８０重量％の硫
酸溶液に、それぞれ、１３時間、浸し、表面段差計によ
り、エッチングステップを測定したところ、いずれも、
硫酸溶液によるエッチング量は、検出限界である１nm以
下であることが判明した。このことは、形成された酸化
アルミニウム保護膜が、硫酸溶液に対しても、優れた耐
食性を有し、ガリウム砒素の選択エッチング用マスクと
して、使用し得ることを示している。
【００４０】実施例３
【００４１】実施例１と同一の真空容器内に、アセト
ン、メタノール、純水の順で、超音波洗浄し、乾燥窒素
を用いて、乾燥させた１mm×１cm×１cmの銅板をセット
し、実施例と１と全く同様にして、減圧、トリメチルア
ルミニウム蒸気の導入、排気、過酸化水素蒸気の導入、
排気のサイクルを、１０００サイクル繰り返したとこ
ろ、銅板の表面に、１１３nmの酸化アルミニウム保護膜
が形成された。
ン、メタノール、純水の順で、超音波洗浄し、乾燥窒素
を用いて、乾燥させた１mm×１cm×１cmの銅板をセット
し、実施例と１と全く同様にして、減圧、トリメチルア
ルミニウム蒸気の導入、排気、過酸化水素蒸気の導入、
排気のサイクルを、１０００サイクル繰り返したとこ
ろ、銅板の表面に、１１３nmの酸化アルミニウム保護膜
が形成された。
【００４２】このようにして形成された酸化アルミニウ
ム保護膜上に、真空蒸着法により、直径５００μｍの銀
電極を形成し、銅板と銀電極との間に、電圧を印加し
て、酸化アルミニウム保護膜を通る電流を測定し、この
測定結果に基づき、電気強度および電界強度を求めたと
ころ、得られた酸化アルミニウム保護膜は、２×１０16
の電気抵抗率および６．６MV／cmの電界強度を有してい
ることが判明した。このことは、得られた酸化アルミニ
ウム保護膜が、優れた電気絶縁性を備え、電気的にも、
優れた耐食性を有していることを示している。
ム保護膜上に、真空蒸着法により、直径５００μｍの銀
電極を形成し、銅板と銀電極との間に、電圧を印加し
て、酸化アルミニウム保護膜を通る電流を測定し、この
測定結果に基づき、電気強度および電界強度を求めたと
ころ、得られた酸化アルミニウム保護膜は、２×１０16
の電気抵抗率および６．６MV／cmの電界強度を有してい
ることが判明した。このことは、得られた酸化アルミニ
ウム保護膜が、優れた電気絶縁性を備え、電気的にも、
優れた耐食性を有していることを示している。
【００４３】実施例４
【００４４】実施例１と同一の真空容器内に、アセト
ン、メタノール、純水の順で、超音波洗浄し、乾燥窒素
を用いて、乾燥させた実験用ガラスビーカーをセット
し、実施例と１と全く同様にして、減圧、トリメチルア
ルミニウム蒸気の導入、排気、過酸化水素蒸気の導入、
排気のサイクルを、１０００サイクル繰り返したとこ
ろ、ガラスビーカーの表面に、１１３nmの酸化アルミニ
ウム保護膜が形成された。
ン、メタノール、純水の順で、超音波洗浄し、乾燥窒素
を用いて、乾燥させた実験用ガラスビーカーをセット
し、実施例と１と全く同様にして、減圧、トリメチルア
ルミニウム蒸気の導入、排気、過酸化水素蒸気の導入、
排気のサイクルを、１０００サイクル繰り返したとこ
ろ、ガラスビーカーの表面に、１１３nmの酸化アルミニ
ウム保護膜が形成された。
【００４５】こうして、酸化アルミニウム保護膜が形成
されたガラスビーカーを、９５０℃の電気炉内で、１５
分間加熱処理して、４７重量％のふっ酸溶液中に、３０
分浸し、取り出した後、目視により、表面を観察したと
ころ、膜厚の変化は全く認められず、また、ガラスビー
カーの透明度も、肉眼では、ほとんど変化がなく、透明
度を損なうことなく、ふっ酸に対する耐食性を、大幅に
向上させることができることがわかった。
されたガラスビーカーを、９５０℃の電気炉内で、１５
分間加熱処理して、４７重量％のふっ酸溶液中に、３０
分浸し、取り出した後、目視により、表面を観察したと
ころ、膜厚の変化は全く認められず、また、ガラスビー
カーの透明度も、肉眼では、ほとんど変化がなく、透明
度を損なうことなく、ふっ酸に対する耐食性を、大幅に
向上させることができることがわかった。
【００４６】本発明は、以上の実施態様、実施例に限定
されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範
囲内において、種々の変更が可能であり、それらも本発
明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもな
い。
されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範
囲内において、種々の変更が可能であり、それらも本発
明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもな
い。
【００４７】たとえば、前記実施態様および実施例にお
いては、まず、トリメチルアルミニウム蒸気を真空容器
内に導入し、次いで、過酸化水素蒸気を導入している
が、逆に、まず、過酸化水素蒸気を導入し、次いで、ト
リメチルアルミニウム蒸気を真空容器内に導入するよう
にしてもよい。
いては、まず、トリメチルアルミニウム蒸気を真空容器
内に導入し、次いで、過酸化水素蒸気を導入している
が、逆に、まず、過酸化水素蒸気を導入し、次いで、ト
リメチルアルミニウム蒸気を真空容器内に導入するよう
にしてもよい。
【００４８】また、前記実施態様および実施例において
は、トリメチルアルミニウム蒸気および過酸化水素蒸気
を導入した後、それぞれ、排気しているが、排気に代え
て、窒素ガス、アルゴンなどの不活性ガスにより、トリ
メチルアルミニウム蒸気、過酸化水素蒸気と置換するよ
うにしてもよい。
は、トリメチルアルミニウム蒸気および過酸化水素蒸気
を導入した後、それぞれ、排気しているが、排気に代え
て、窒素ガス、アルゴンなどの不活性ガスにより、トリ
メチルアルミニウム蒸気、過酸化水素蒸気と置換するよ
うにしてもよい。
【００４９】さらに、前記実施態様および実施例におい
ては、有機アルミニウム化合物蒸気として、トリメチル
アルミニウム蒸気を用いた例を示しているが、トリメチ
ルアルミニウム蒸気に代えて、トリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウム、イソプロプルアルミニウ
ムおよびイソブチルアルミニウムからなる群より選ばれ
る１または２以上の有機アルミニウム化合物蒸気を用い
てもよい。
ては、有機アルミニウム化合物蒸気として、トリメチル
アルミニウム蒸気を用いた例を示しているが、トリメチ
ルアルミニウム蒸気に代えて、トリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウム、イソプロプルアルミニウ
ムおよびイソブチルアルミニウムからなる群より選ばれ
る１または２以上の有機アルミニウム化合物蒸気を用い
てもよい。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、物体の形状のいかんを
問わず、物体の表面に、均一で、かつ、膜厚の薄い酸化
アルミ保護膜を室温で、形成することのできる酸化アル
ミ保護膜の製造方法および製造装置を提供することが可
能になる。
問わず、物体の表面に、均一で、かつ、膜厚の薄い酸化
アルミ保護膜を室温で、形成することのできる酸化アル
ミ保護膜の製造方法および製造装置を提供することが可
能になる。
【図１】図１は、本発明の実施態様に係る酸化アルミ保
護膜の製造装置の略正面図である。
護膜の製造装置の略正面図である。
【図２】図２は、真空容器内の圧力変化を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】図３は、形成された酸化アルミニウム保護膜の
膜厚とサイクル数との関係を示したものである。
膜厚とサイクル数との関係を示したものである。
１ 真空容器 ２ トリメチルアルミニウム容器 ３ 過酸化水素容器 ４、５ 蒸気供給管 ６、７ 流量制御弁 ８、９、１１ 電磁弁 １０ 真空ポンプ １２、１３、１４ 電磁弁のアクチュエータ １５ コンピュータ １６ 電磁弁駆動ユニット １７ 接続ケーブル １８ 真空ゲージ １９ ホルダー
Claims (3)
- 【請求項１】 真空容器内に、保護膜を形成すべき物体
をセットし、前記真空容器内を所定の圧力以下に減圧し
た後、過酸化水素の蒸気と、トリメチルアルミニウム、
トリエチルアルミニウム、イソプロプルアルミニウムお
よびイソブチルアルミニウムからなる群より選ばれる１
または２以上の有機アルミニウム化合物蒸気を、交互
に、少なくとも１回づつ、導入して、化学反応させるこ
とにより、酸化アルミニウム保護膜を形成することを特
徴とする酸化アルミニウム保護膜の製造方法。 - 【請求項２】 保護膜を形成すべき物体がセットされる
真空容器と、該真空容器内を所定圧力以下に減圧する真
空ポンプと、過酸化水素の蒸気を前記真空容器内に導入
する過酸化水素蒸気導入手段と，トリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウム、イソプロプルアルミニウ
ムおよびイソブチルアルミニウムからなる群より選ばれ
る１または２以上の有機アルミニウム化合物の蒸気を前
記真空容器内に導入する有機アルミニウム化合物蒸気導
入手段と、それぞれ、前記過酸化水素蒸気導入手段に設
けられた第１電磁弁と、前記有機アルミニウム化合物蒸
気導入手段に設けられた第２電磁弁と、前記第１電磁弁
および前記第２電磁弁の開閉を制御する制御手段を備え
たことを特徴とする酸化アルミニウム保護膜の製造装
置。 - 【請求項３】 さらに、酸化アルミニウム保護膜が形成
された前記物体を加熱処理することを特徴とする請求項
１に記載の酸化アルミニウム保護膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40900590A JPH07103462B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 酸化アルミニウム保護膜の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40900590A JPH07103462B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 酸化アルミニウム保護膜の製造方法および製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232250A JPH04232250A (ja) | 1992-08-20 |
| JPH07103462B2 true JPH07103462B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=18518392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40900590A Expired - Lifetime JPH07103462B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 酸化アルミニウム保護膜の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103462B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6322712B1 (en) | 1999-09-01 | 2001-11-27 | Micron Technology, Inc. | Buffer layer in flat panel display |
| JP2001229512A (ja) | 2000-02-10 | 2001-08-24 | Tdk Corp | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 |
| US10072329B2 (en) | 2011-12-23 | 2018-09-11 | Hong Kong Baptist University | Sapphire thin film coated flexible substrate |
| US9932663B2 (en) | 2011-12-23 | 2018-04-03 | Hong Kong Baptist University | Sapphire thin film coated substrate |
| US11535926B2 (en) | 2011-12-23 | 2022-12-27 | Hkbu R&D Licensing Limited | Sapphire thin film coated substrate |
| US11713503B2 (en) | 2011-12-23 | 2023-08-01 | Hong Kong Baptist University | Sapphire coated substrate with a flexible, anti-scratch and multi-layer coating |
| JP6207224B2 (ja) * | 2013-05-01 | 2017-10-04 | デクセリアルズ株式会社 | エッチング製品の製造方法 |
| TWI574840B (zh) * | 2014-09-12 | 2017-03-21 | 香港浸會大學 | 經藍寶石薄膜塗覆之可撓基板 |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP40900590A patent/JPH07103462B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04232250A (ja) | 1992-08-20 |
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