JPH08158040A - Thin carbon nitride film and its formation - Google Patents

Thin carbon nitride film and its formation

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JPH08158040A
JPH08158040A JP29480694A JP29480694A JPH08158040A JP H08158040 A JPH08158040 A JP H08158040A JP 29480694 A JP29480694 A JP 29480694A JP 29480694 A JP29480694 A JP 29480694A JP H08158040 A JPH08158040 A JP H08158040A
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JP
Japan
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cnx
thin film
film
sputtering
partial pressure
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Application number
JP29480694A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuya Okada
拓也 岡田
Suzuhisa Yamada
鈴弥 山田
Tetsuya Wada
徹也 和田
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To form a thin CNx film having a high ratio of N to C at an increased rate of film formation only by carrying out high-frequency sputtering or DC sputtering. CONSTITUTION: When a graphite or carbon target is subjected to high-frequency sputtering or DC sputtering with gaseous N2 under 100-5,000mTorr partial pressure to form a thin carbon nitride film contg. C and N having chemical CN bonds, the objective thin carbon nitride film having such a high atomic ratio of N to C as >1 is formed by regulating the partial pressure of N2 to 250-5,000 mTorr.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業用の利用分野】本発明は、窒化炭素(CNx )薄
膜及びその形成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon nitride (CNx) thin film and a method for forming the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】β−C3 4 はダイヤモンドより高い硬
度を有すると理論的に予測され、また同時に高温条件下
で優れた耐食性が期待されている材料である。一方、ダ
イヤモンドライクカーボン(DLC)は低温で成膜が可
能であり、しかも高硬度かつ摺動特性に優れることから
磁気テープや磁気ディスクの表面コーティング等に応用
されているが、最近では内部応力の低下や構造の安定化
のためNを含んだアモルファスCNx の成膜研究が行な
われている。
2. Description of the Related Art β-C 3 N 4 is a material which is theoretically predicted to have higher hardness than diamond, and at the same time is expected to have excellent corrosion resistance under high temperature conditions. On the other hand, diamond-like carbon (DLC) is applied to the surface coating of magnetic tapes and magnetic disks because it can be formed at low temperature and has high hardness and excellent sliding characteristics. Amorphous CNx containing N has been studied for film formation in order to reduce the temperature and stabilize the structure.

【0003】従来、CNx 薄膜の代表的な成膜技術とし
ては、平行平板型電極による高周波又はDCによりプラ
ズマを形成させるスパッタリング装置を用いる方法があ
る。この場合、ターゲットからスパッタされて飛び出し
たC粒子の一部がNを含んだプラズマによって窒化され
てガス状のCNx 中間体が形成され、基板上にCNx薄
膜として成膜されるが、その圧力はN2 分圧20mTo
rr以下である〔参考文献:M.Y.Chen,J.Vac.Sci.Techn
ol.A,11(3)(1993)521 、 C.J.Torng, J.Mater.Res.5(1
1)(1990)2490 〕。
Conventionally, as a typical film forming technique of a CNx thin film, there is a method of using a sputtering device for forming plasma by high frequency or DC by parallel plate type electrodes. In this case, a part of the C particles sputtered out of the target is nitrided by the plasma containing N to form a gaseous CNx intermediate, which is formed as a CNx thin film on the substrate. N 2 partial pressure 20 mTo
rr or less [Reference: MY Chen, J. Vac. Sci. Techn
ol.A, 11 (3) (1993) 521, CJTorng, J.Mater.Res.5 (1
1) (1990) 2490].

【0004】スパッタリング以外の成膜方法では、プラ
ズマCVD法や、蒸着とイオンの注入を併用するIVD
法(Ion Vapour Deposition) がある (参考文献:F.Fuji
moto, Jpn.J.Appl.Phys.32(1993)420)。
As a film forming method other than sputtering, a plasma CVD method or IVD in which vapor deposition and ion implantation are used in combination
There is a law (Ion Vapor Deposition) (reference: F. Fuji
moto, Jpn.J.Appl.Phys.32 (1993) 420).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
プラズCVD法では高N/C比(原子比、以下同じ)の
CNx 薄膜を得ることができないし、また成膜速度も低
いものであった。これに対し、高密度プラズマの形成が
可能なECRプラズマCVD法によればN/C比が1を
こえるCNx 薄膜の形成が可能となるが、得られた膜は
熱的に不安定であり500℃に加熱すると分解・消失す
ることが報告されている(参考文献:M.Diani,Diamond
and Rlated Materials,3(1994)264)。一方、IVD法に
よれば、カーボン蒸着とNイオン注入の併用によりN/
C比が1をこえるCNx 薄膜が得られているが、この方
法はイオン注入装置が必要なるのでコスト高となり、ま
た広い面積の基板への成膜も困難である。
However, it is not possible to obtain a CNx thin film having a high N / C ratio (atomic ratio, the same hereinafter) by the ordinary plasma CVD method, and the film forming rate is low. On the other hand, according to the ECR plasma CVD method capable of forming high density plasma, it is possible to form a CNx thin film having an N / C ratio of more than 1, but the obtained film is thermally unstable and 500 It has been reported that it decomposes and disappears when heated to ℃ (Reference: M.Diani, Diamond
and Rlated Materials, 3 (1994) 264). On the other hand, according to the IVD method, N /
Although a CNx thin film having a C ratio of more than 1 has been obtained, this method requires an ion implantation apparatus, resulting in high cost, and it is difficult to form a film on a substrate having a large area.

【0006】更に、薄膜形成に広く用いられているスパ
ッタリング法においては、上記のようにN2 分圧が低い
ことからターゲットからスパッタリングされて飛び出す
C粒子が気相中のN粒子と衝突する頻度が少なくなり、
窒化される確率も低くなってCN、C2 2 等のガス状
CNx 中間体が形成され難くなり、高N/C比のCNx
薄膜の形成が困難となり、加えて成膜速度も低いもので
あった。
Further, in the sputtering method widely used for forming a thin film, since the N 2 partial pressure is low as described above, the C particles sputtered and sputtered from the target collide with the N particles in the gas phase. Less,
The probability of nitriding also decreases, and it becomes difficult to form gaseous CNx intermediates such as CN and C 2 N 2, and CNx with a high N / C ratio
It was difficult to form a thin film, and the film formation rate was low.

【0007】しかも、プラズマ中のイオン・ラジカル等
の活性種が高エネルギーを保持したまま基板に衝突する
ため、基板上で成長している膜中のNがそれによってス
パッタリングされてしまい膜中のN含有量の低下を助長
していた。
Moreover, active species such as ions and radicals in the plasma collide with the substrate while keeping high energy, so that N in the film growing on the substrate is sputtered by it, and N in the film is sputtered. It helped reduce the content.

【0008】本発明の目的は、成膜速度の大なるCNx
薄膜の形成方法を提供するものである。本発明の他の目
的は、高周波スパッタリング又はDCスパッタリングに
よってβ−C3 4 の化学量論比に近い機能発現に十分
な量のNを含んだCNx 薄膜を提供するものである。
An object of the present invention is to provide CNx having a high film formation rate.
A method for forming a thin film is provided. Another object of the present invention is to provide a CNx thin film containing N in a sufficient amount to exhibit a function close to the stoichiometric ratio of β-C 3 N 4 by high frequency sputtering or DC sputtering.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、高
周波スパッタリング又はDCスパッタリングにより形成
されたCN化学結合を有するCとNを含むものであり、
そのN/C比が1.0をこえるものであることを特徴と
する窒化炭素(CNx )薄膜、グラファイト又はカーボ
ンのターゲットにN2 ガスをその分圧100〜5000
mTorrにして高周波スパッタリング又はDCスパッ
タリングすることを特徴とする窒化炭素(CNx )薄膜
の形成方法、及びこの形成方法において、N2 分圧を2
50〜5000mTorrとすることを特徴とするN/
C比が1.0をこえる窒化炭素(CNx )薄膜の形成方
法である。
That is, the present invention comprises C and N having a CN chemical bond formed by high frequency sputtering or DC sputtering,
The N / C ratio is more than 1.0, and N 2 gas is applied to a carbon nitride (CNx) thin film, graphite or carbon target at a partial pressure of 100 to 5000.
In the method for forming a carbon nitride (CNx) thin film, which is characterized by performing high-frequency sputtering or DC sputtering with mTorr, in this forming method, N 2 partial pressure is set to 2
N / W characterized by 50 to 5000 mTorr
This is a method of forming a carbon nitride (CNx) thin film having a C ratio of more than 1.0.

【0010】以下、本発明を図1に基づいて更に詳しく
説明する。
The present invention will be described in more detail below with reference to FIG.

【0011】図1は、高周波スパッタリング装置の概略
説明図である。真空装置10内にガス導入口13からス
パッタリング用ガスを導入し、高周波電源11により高
周波電極2に高周波を印加しターゲット3付近にプラズ
マを形成する。ターゲット3に−500〜−2000V
のバイアス電圧を生じさせることによってターゲットは
スパッタリングされる。
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a high frequency sputtering apparatus. A sputtering gas is introduced into the vacuum device 10 through the gas inlet 13, and a high frequency is applied to the high frequency electrode 2 by the high frequency power supply 11 to form plasma near the target 3. Target 3 -500 to -2000V
The target is sputtered by producing a bias voltage of

【0012】ターゲット3は、グラファイト製又はカー
ボン製であり、スパッタリング用ガスはN2 を含むガス
である。プラズマの安定化や膜品質の改善を行うために
2ガスにAr、He等の不活性ガスやH2 を混合して
もよく、それらの割合は全ガス中50容量%未満である
ことが好ましい。50容量%以上ではN2 濃度が小さく
なり過ぎて成膜速度が低下する。
The target 3 is made of graphite or carbon, and the sputtering gas is a gas containing N 2 . In order to stabilize the plasma and improve the film quality, an inert gas such as Ar or He or H 2 may be mixed with N 2 gas, and the ratio thereof is less than 50% by volume in the total gas. preferable. If it is 50% by volume or more, the N 2 concentration becomes too small and the film forming rate decreases.

【0013】スパッタリングされたC粒子はプラズマ励
起されたNイオン・ラジカルと反応して窒化され、中間
体であるCN、C2 2 等のガス状CNx が形成する。
この中間体は基板5上に供給されるが、その際に従来よ
りも高い100〜5000mTorrのN2 分圧とする
ことによってN粒子との衝突が活発となって窒化が促進
され、C粒子の大部分がCNx となりCNx 薄膜の成膜
速度が高まる。N2 分圧が5000mTorrをこえる
と安定なプラズマを形成させることができなくなり、基
板近傍に異常放電が起こってNの再脱離による膜中のN
含有率の減少が生じる。
The sputtered C particles react with plasma-excited N ion radicals and are nitrided to form gaseous CNx such as CN and C 2 N 2 which are intermediates.
This intermediate is supplied onto the substrate 5. At this time, by setting the N 2 partial pressure of 100 to 5000 mTorr, which is higher than that of the conventional one, the collision with N particles is activated and the nitriding is promoted, so that the C particles Most of it becomes CNx, and the film formation rate of the CNx thin film increases. When the N 2 partial pressure exceeds 5000 mTorr, stable plasma cannot be formed, and abnormal discharge occurs in the vicinity of the substrate, and N in the film is desorbed due to redesorption of N.
A decrease in content occurs.

【0014】本発明においては、上記N2 分圧範囲にお
いて特に250〜5000mTorrとすることによっ
て、Nイオン・ラジカルの高エネルギー粒子が直接基板
に衝突することを抑制することができ、Nの再脱離によ
る膜中のN含有率の減少を防止することができるので高
N/C比のCNx 薄膜を形成させることができる。
In the present invention, by setting 250 to 5000 mTorr in the above N 2 partial pressure range, it is possible to suppress the high energy particles of N ion / radical from directly colliding with the substrate, and to re-desorb N. Since it is possible to prevent a decrease in the N content in the film due to separation, it is possible to form a CNx thin film having a high N / C ratio.

【0015】本発明におけるN2 分圧100〜5000
mTorr好ましくは250〜5000mTorrにお
いては、出力密度(プラズマ形成出力/ターゲット面
積)には関係なく成膜速度を高めることができ、高N/
C比のCNx 薄膜を形成することができる。本発明にお
いては、2.5〜100W/cm2 程度の出力密度を用
いることができる。
N 2 partial pressure in the present invention 100 to 5000
At mTorr, preferably 250 to 5000 mTorr, the film formation rate can be increased regardless of the output density (plasma formation output / target area), and high N /
A CNx thin film having a C ratio can be formed. In the present invention, a power density of about 2.5 to 100 W / cm 2 can be used.

【0016】一方、N2 分圧が50以上250未満mT
orrである場合には、出力密度を10〜35W/cm
2 とすることによってN/C比が1に近い高N含有率の
CNx 薄膜を形成することが可能となり、しかも成膜速
度が高められる効果も期待できる。
On the other hand, N 2 partial pressure is 50 to less than 250 mT
In the case of orr, the power density is 10 to 35 W / cm
By setting it to 2 , it becomes possible to form a CNx thin film having a high N content with an N / C ratio close to 1, and it is expected that the film formation rate can be increased.

【0017】すなわち、50以上250未満mTorr
のN2 分圧範囲においては、スパッタリングされたC粒
子とN粒子との衝突頻度がやや小さいことからプラズマ
の出力密度が小さい場合、スパッタリングされるC粒子
を十分に窒化させるために必要なNイオン・ラジカルの
供給量が不足する。したがって、大部分のC粒子は窒化
されずにそのまま基板に到達し膜として成長するため多
量のNを膜中に取り込むことが困難となる。
That is, 50 to less than 250 mTorr
In the N 2 partial pressure range, the collision frequency between the sputtered C particles and the N particles is rather small, so that when the power density of the plasma is low, the N ions necessary for sufficiently nitriding the sputtered C particles are necessary.・ Insufficient supply of radicals. Therefore, most of the C particles reach the substrate as they are without being nitrided and grow as a film, so that it becomes difficult to take in a large amount of N into the film.

【0018】逆に、出力密度をあまりにも高くすると、
ターゲットの自己バイアスが大きくなり、ターゲットか
らスパッタリングされて飛び出す粒子がそれだけ大きな
エネルギーを持って基板に衝突するので従来のN2 分圧
20mTorr程度の成膜の場合と同様に高N含有率の
CNx 薄膜を形成することができなくなる。
On the contrary, if the power density is too high,
Since the self-bias of the target becomes large and the particles sputtered out from the target collide with the substrate with such a large amount of energy, the CNx thin film with a high N content as in the case of the conventional film formation with a N 2 partial pressure of about 20 mTorr Can no longer be formed.

【0019】本発明者らは、50以上250未満mTo
rrのN2 分圧においてN/C比が1近傍のCNx 薄膜
を形成させる条件について種々検討したところ、出力密
度10〜35W/cm2 の条件を見いだしたものであ
る。このようなN2 分圧及び出力密度の条件下において
は、ターゲットのスパッタリング速度が速いため成膜速
度も速くなる。
The present inventors have found that mTo of 50 or more and less than 250 mTo
As a result of various studies on the conditions for forming a CNx thin film having an N / C ratio of about 1 at the N 2 partial pressure of rr, the conditions for an output density of 10 to 35 W / cm 2 were found. Under such conditions of N 2 partial pressure and power density, the sputtering rate of the target is high, so the film formation rate is also high.

【0020】本発明においては、上記N2 分圧及び出力
密度でスパッタリングする際に、ターゲット3の後方に
磁石4を配置しマグネトロン放電による高密度プラズマ
を形成し、スパッタリングされるC粒子を更に十分に窒
化させることが好ましい。
In the present invention, when sputtering with the above N 2 partial pressure and power density, a magnet 4 is arranged behind the target 3 to form a high density plasma by magnetron discharge, and the C particles to be sputtered are further sufficiently It is preferable to nitride it.

【0021】更には、基板ホルダー6の高周波電極12
を高周波電源7に接続して基板周辺にプラズマを形成さ
せ、成膜前に基板表面のクリーニングを行うことによっ
て基板と薄膜の密着性を改善したり、成膜中に適度な基
板バイアスを印加することによってCNx 薄膜の緻密化
と結晶性を改善したりすることができる。
Further, the high frequency electrode 12 of the substrate holder 6
Is connected to a high-frequency power source 7 to form plasma around the substrate, and the substrate surface is cleaned before film formation to improve the adhesion between the substrate and the thin film, or to apply an appropriate substrate bias during film formation. As a result, the densification and crystallinity of the CNx thin film can be improved.

【0022】本発明においては、高周波によるプラズマ
形成の変わりにDCプラズマを用いても同様に高N含有
率のCNx 薄膜を形成することができる。この場合にお
いては、図1の高周波電源の変わりにDC(直流電源)
を電極2に接続して電圧を印加しプラズマ形成を行う。
この場合、出力密度を算出するためのプラズマ形成出力
は、印加電圧×電極電流によって求めることができる。
In the present invention, a CNx thin film having a high N content can be similarly formed by using DC plasma instead of plasma formation by high frequency. In this case, DC (direct current power) instead of the high frequency power supply in FIG.
Is connected to the electrode 2 and a voltage is applied to form plasma.
In this case, the plasma formation output for calculating the output density can be obtained by the applied voltage × electrode current.

【0023】本発明によって形成されたCNx 薄膜は、
CN化学結合を有するCとNと含むものであり、常温で
形成された場合はアモルファスであるが、成膜条件によ
っては均一なCNx 相であったり、カーボン相又はグラ
ファイト相とCNx 相との混合組織であったりする。成
膜中に基板を400〜700℃に加熱することよって結
晶質を含む薄膜が形成され、アモルファスとβ−C3
4 を含むと推定される結晶質が混在した組織となる。
The CNx thin film formed according to the present invention is
It contains C and N, which have a CN chemical bond, and is amorphous when formed at room temperature, but it is a uniform CNx phase or a mixture of carbon or graphite phase and CNx phase depending on the film formation conditions. It is an organization. By heating the substrate to 400 to 700 ° C. during film formation, a thin film containing crystalline is formed, and amorphous and β-C 3 N
The structure is a mixture of crystalline materials that are presumed to contain 4 .

【0024】CNx 薄膜として機能するには、高N含有
率であるともに、そのNが単に吸着や固溶しているので
はなく化学的にCN結合を形成していることが重要なこ
とである。本発明において、CNx 薄膜の同定は、FT
IR分析による2200cm -1における−CN−3重結
合ピークの存在や、ESCA分析においてC1Sピークが
高エネルギー側にシフトすること、すなわちC−C結合
の284. 6eVの値が電気陰性度の高いNと結合する
ことによってN/C比が増加したことを示す高エネルギ
ー側へのシフトの存在等を確認することによって行うこ
とができる。本発明者は、N/C比が1をこえるCNx
薄膜では、C1Sピークが288eV程度に、また該比が
1近傍のCNx 薄膜では287eV程度にまでシフトす
ることを確認した。
To function as a CNx thin film, a high N content
And the N is simply adsorbed or solid-solved.
However, it is important to form a CN bond chemically.
And. In the present invention, the CNx thin film is identified by FT
2200 cm by IR analysis -1-CN-3 double binding in
The presence of combined peaks and C in ESCA analysis1SPeak
Shifting to high energy side, that is, C-C bond
Value of 284.6 eV binds to N with high electronegativity
High energy indicating that the N / C ratio has increased
Check the existence of a shift to the
You can The inventor has found that the N / C ratio exceeds 1 CNx
In thin film, C1SThe peak is around 288 eV, and the ratio is
The CNx thin film near 1 shifts to about 287 eV
I was sure that.

【0025】本発明のCNx 薄膜は、CN化学結合を有
するCとNと含むものであるが、成膜中の雰囲気から混
入した10原子%以下のOやHを含むものであってよ
い。
The CNx thin film of the present invention contains C and N having a CN chemical bond, but may contain 10 atom% or less of O or H mixed from the atmosphere during film formation.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例、比較例をあげて更に具体的に
本発明を説明する。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.

【0027】実施例1〜6 比較例1〜3 図1で示した成膜装置を用い、以下の手順によりN2
圧と出力密度を種々変化させてCNx 薄膜の成膜試験を
行ない、成膜速度、膜のN/C比、CN結合状態の測定
を行なった。それらの結果を表1に示す。
Examples 1 to 6 Comparative Examples 1 to 3 Using the film forming apparatus shown in FIG. 1, the film forming test of the CNx thin film was conducted by changing the N 2 partial pressure and the power density variously by the following procedure. The film speed, the N / C ratio of the film, and the CN binding state were measured. The results are shown in Table 1.

【0028】すなわち、スパッタリング装置の高周波電
極2に直径30mmの純度99. 999のグラファイト
製ターゲットを取り付け、基板間距離5cmとなるよう
に13. 56MHzの高周波電源の整合器を接続した。
高周波電極2周囲には異常放電防止のためグランド電位
のグランドシールド1を取り付けた。
That is, a graphite target having a diameter of 30 mm and a purity of 99.999 was attached to the high frequency electrode 2 of the sputtering apparatus, and a matching unit of a high frequency power source of 13.56 MHz was connected so that the distance between the substrates was 5 cm.
A ground shield 1 having a ground potential was attached around the high frequency electrode 2 to prevent abnormal discharge.

【0029】基板ホルダー6に(100)方位のSi製
基板5をセットし、成膜に先立って複合形ターボ分子ポ
ンプを備えた排気装置9により真空容器内を2×10-6
Torrまで排気した。その後、マスフローコントロー
ラーにより50ccmのN2ガスを真空装置10に導入
し、圧力調整器8を用いて真空装置内の圧力を所定の値
に調整した。圧力の測定はバラトロン圧力計を用いて行
った。
The Si substrate 5 of (100) orientation is set on the substrate holder 6, and the inside of the vacuum chamber is set to 2 × 10 -6 by the exhaust device 9 equipped with the composite turbo molecular pump prior to film formation.
Exhausted to Torr. After that, 50 ccm of N 2 gas was introduced into the vacuum device 10 by the mass flow controller, and the pressure in the vacuum device was adjusted to a predetermined value using the pressure adjuster 8. The pressure was measured using a Baratron pressure gauge.

【0030】高周波電源7を用いてプラズマを誘起し、
基板表面をスパッタクリーニングをした後、高周波電極
2に所定の出力密度となるように高周波を印加してプラ
ズマを形成した。基板は加熱せずに常温で成膜を行なっ
た。
A high frequency power source 7 is used to induce plasma,
After the surface of the substrate was sputter cleaned, a high frequency was applied to the high frequency electrode 2 so as to have a predetermined output density, and plasma was formed. The substrate was deposited at room temperature without heating.

【0031】得られたCNx 薄膜の膜厚を接触式段差計
により測定し成膜速度を算出した。また、N/C比の測
定はESCA及び蛍光X線分析によって行い、CN化学
結合の状態分析はESCAによりC1sの結合ピーク位置
を測定することにより行った。なお、ESCAは、PE
RKINELMER社製「5500MC」を用い、分析
装置内のCのコンタミを防ぐため10-9から10-10
orrの真空度にてArイオンを1分間照射して約30
Åスパッタリングし、表面の吸着物を除いてから測定し
た。蛍光X線分析では、前もってフタロシアニン薄膜
等、C、Nを含む物質を用いて検量線を作成して測定を
行ったが、この方法はファンダメンタルパラメーター法
による理論計算とよく一致し、精度の高い定量分析が可
能であることを確認した。
The film thickness of the obtained CNx thin film was measured by a contact type step meter to calculate the film forming rate. The N / C ratio was measured by ESCA and fluorescent X-ray analysis, and the state of CN chemical bond was analyzed by measuring the C 1s binding peak position by ESCA. In addition, ESCA is PE
RKINELMER "5500MC" is used to prevent C contamination in the analyzer from 10 -9 to 10 -10 T
Approximately 30 by irradiating Ar ions for 1 minute at a vacuum degree of orr
Å Sputtering was performed to remove the adsorbed substances on the surface before measurement. In fluorescent X-ray analysis, a calibration curve was prepared in advance using a substance containing C and N, such as a phthalocyanine thin film, and the measurement was performed. This method is in good agreement with the theoretical calculation by the fundamental parameter method, and highly accurate quantification It was confirmed that analysis was possible.

【0032】[0032]

【表1】 (注:比較例3では、プラズマが不安定になり成膜を行なうことができなかっ た。)[Table 1] (Note: In Comparative Example 3, the plasma became unstable and film formation could not be performed.)

【0033】表1から明らかなように、本発明によれ
ば、CN化学結合を有する高N/C比のCNx 薄膜を高
い成膜速度で形成させることができる。
As is clear from Table 1, according to the present invention, a CNx thin film having a CN chemical bond and having a high N / C ratio can be formed at a high film forming rate.

【0034】実施例7 実施例2によって得られたCNx 薄膜を真空雰囲気中で
600℃で3時間加熱し熱的安定性を調べた。その結
果、加熱前後において、N/C比、C1Sピーク位置・形
状、FTIRスペクトルには変化は見られず、熱的安定
性の高いCNx 薄膜であることがわかった。
Example 7 The CNx thin film obtained in Example 2 was heated in a vacuum atmosphere at 600 ° C. for 3 hours to examine the thermal stability. As a result, no change was observed in the N / C ratio, C 1S peak position / shape, and FTIR spectrum before and after heating, and it was found that the film was a CNx thin film having high thermal stability.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、成膜速度を高めてCN
x 薄膜を形成することができる。また、N2 分圧を適切
に調整することによって高周波スパッタリング又はDC
スパッタリングを行うのみでN/C比が1をこえる高N
/C比のCNx 薄膜を形成することができる。
According to the present invention, it is possible to increase the film formation rate and
x Thin films can be formed. In addition, by appropriately adjusting the N 2 partial pressure, high frequency sputtering or DC
High N with an N / C ratio of more than 1 only by performing sputtering
A CNx thin film having a / C ratio can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例で用いたスパッタリング装置の
概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a sputtering apparatus used in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 グランドシールド 2 高周波電極 3 ターゲット 4 磁 石 5 基 板 6 基板ホルダー 7 高周波電源 8 圧力調整器 9 排気装置 10 真空装置 11 高周波電源 12 高周波電極 13 ガス導入口 1 ground shield 2 high frequency electrode 3 target 4 magnetite 5 base plate 6 substrate holder 7 high frequency power supply 8 pressure regulator 9 exhaust device 10 vacuum device 11 high frequency power supply 12 high frequency electrode 13 gas inlet

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高周波スパッタリング又はDCスパッタ
リングにより形成されたCN化学結合を有するCとNを
含むものであり、そのN/C原子比が1.0をこえるも
のであることを特徴とする窒化炭素薄膜。
1. A carbon nitride containing C and N having a CN chemical bond formed by high frequency sputtering or DC sputtering, and having an N / C atomic ratio of more than 1.0. Thin film.
【請求項2】 グラファイト又はカーボンのターゲット
にN2 ガスをその分圧100〜5000mTorrにし
て高周波スパッタリング又はDCスパッタリングするこ
とを特徴とする窒化炭素薄膜の形成方法。
2. A method for forming a carbon nitride thin film, which comprises subjecting a graphite or carbon target to N 2 gas at a partial pressure of 100 to 5000 mTorr and performing high frequency sputtering or DC sputtering.
【請求項3】 請求項2において、N2 分圧を250〜
5000mTorrとすることを特徴とする請求項1記
載の窒化炭素薄膜の形成方法。
3. The N 2 partial pressure according to claim 2,
The method for forming a carbon nitride thin film according to claim 1, wherein the thickness is 5000 mTorr.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004099982A (en) * 2002-09-10 2004-04-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Process for synthesizing carbon nitride
JP2006069856A (en) * 2004-09-03 2006-03-16 Kakei Gakuen Method for producing carbon nitride
CN103386319A (en) * 2013-08-05 2013-11-13 吉林大学 Preparation method of amorphous C-N thin film electrocatalyst
JP2018083961A (en) * 2016-11-22 2018-05-31 株式会社アルバック Film deposition method

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