JPH08337499A - β−Ｃ３Ｎ４薄膜を含むデバイス - Google Patents
β−Ｃ３Ｎ４薄膜を含むデバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 β−Ｃ3Ｎ4薄膜を含むデバイスを提供する。
【解決手段】 本発明では、発明者は、マイクロ波プラ
ズマ化学気相輸送（法）を用いて、単相β−Ｃ3Ｎ4結晶
体の連続的な薄膜を作成する方法を見いだした。当該薄
膜は、基板を保護するに有用な、硬質で、半透明なナノ
結晶体である。
ズマ化学気相輸送（法）を用いて、単相β−Ｃ3Ｎ4結晶
体の連続的な薄膜を作成する方法を見いだした。当該薄
膜は、基板を保護するに有用な、硬質で、半透明なナノ
結晶体である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、β−Ｃ3Ｎ4薄膜を
含むデバイス及び、そのようなデバイスを作成する方法
に関する。当該薄膜は、基板に半透明の材料による保護
層を提供するものであり、この材料の材質は、ダイヤモ
ンドの硬さを超えることも可能な硬さ、高いエネルギー
バンドギャップ、紫外線（ＵＶ）透過性を有するもので
ある。そのような薄膜は、マイクロ波プラズマ化学気相
輸送（法）により基板上に形成されることができる。
含むデバイス及び、そのようなデバイスを作成する方法
に関する。当該薄膜は、基板に半透明の材料による保護
層を提供するものであり、この材料の材質は、ダイヤモ
ンドの硬さを超えることも可能な硬さ、高いエネルギー
バンドギャップ、紫外線（ＵＶ）透過性を有するもので
ある。そのような薄膜は、マイクロ波プラズマ化学気相
輸送（法）により基板上に形成されることができる。
【０００２】
【従来の技術】炭素窒化物（カーボンナイトライド）Ｃ
3Ｎ4は、α−Ｃ3Ｎ4及びβ−Ｃ3Ｎ4として示される、２
つの考えられる相として存在することが可能である。β
−Ｃ3Ｎ4の結晶は、作成されることが可能とすれば、ダ
イヤモンドの硬さを超える硬さ、高いエネルギーバンド
ギャップ、紫外線（ＵＶ）への透過性といったような、
特殊な性質をもつであろうと、長くにわたり予見されて
きた。残念なことに、このような材料を合成する試みの
結果として、非晶質体（アモルファス）の材料あるいは
炭素に富んだ不純な相のみが生成されてきた。
3Ｎ4は、α−Ｃ3Ｎ4及びβ−Ｃ3Ｎ4として示される、２
つの考えられる相として存在することが可能である。β
−Ｃ3Ｎ4の結晶は、作成されることが可能とすれば、ダ
イヤモンドの硬さを超える硬さ、高いエネルギーバンド
ギャップ、紫外線（ＵＶ）への透過性といったような、
特殊な性質をもつであろうと、長くにわたり予見されて
きた。残念なことに、このような材料を合成する試みの
結果として、非晶質体（アモルファス）の材料あるいは
炭素に富んだ不純な相のみが生成されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】β−Ｃ3Ｎ4結晶体の連
続的な被膜（コーティング）は、これまで得られたこと
がなく、予見されていた特性を示す薄膜は実現されたこ
とがなかった。
続的な被膜（コーティング）は、これまで得られたこと
がなく、予見されていた特性を示す薄膜は実現されたこ
とがなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明における発明者
は、マイクロ波プラズマ化学気相輸送（法）を用いて、
単相β−Ｃ3Ｎ4結晶体の連続的な薄膜を作成する方法を
見いだした。当該薄膜は、基板を保護するのに有用な、
硬質で、半透明なナノ結晶体の薄膜である。
は、マイクロ波プラズマ化学気相輸送（法）を用いて、
単相β−Ｃ3Ｎ4結晶体の連続的な薄膜を作成する方法を
見いだした。当該薄膜は、基板を保護するのに有用な、
硬質で、半透明なナノ結晶体の薄膜である。
【０００５】図面を参照するに、図１は、β−Ｃ3Ｎ4の
連続的な薄膜１２０で被膜された表面１１０を有してい
る基板１７の断面図である。薄膜１２０の材質は、炭素
４３％、窒素４９−５４％、及び空気中では、酸素３−
９％という典型的な化学量を有するＣ3Ｎ4の理想的な組
成に近いものである。この薄膜は、黄色あるいは薄緑色
の配色をしており、半透明である。単相β−Ｃ3Ｎ4の結
晶化及び格子間隔は、当該薄膜からの電子（線）の回折
により現される。
連続的な薄膜１２０で被膜された表面１１０を有してい
る基板１７の断面図である。薄膜１２０の材質は、炭素
４３％、窒素４９−５４％、及び空気中では、酸素３−
９％という典型的な化学量を有するＣ3Ｎ4の理想的な組
成に近いものである。この薄膜は、黄色あるいは薄緑色
の配色をしており、半透明である。単相β−Ｃ3Ｎ4の結
晶化及び格子間隔は、当該薄膜からの電子（線）の回折
により現される。
【０００６】基板については、当該薄膜が保護皮膜を提
供できる、シリコンのような半導体や、当該薄膜が、硬
質切削工具あるいは耐磨耗性の表面を提供できる、鋼鉄
のような金属とすることが可能である。半導体あるいは
絶縁性基板上では、当該薄膜はまた、紫外線の入射を許
容する保護窓としても有用である。
供できる、シリコンのような半導体や、当該薄膜が、硬
質切削工具あるいは耐磨耗性の表面を提供できる、鋼鉄
のような金属とすることが可能である。半導体あるいは
絶縁性基板上では、当該薄膜はまた、紫外線の入射を許
容する保護窓としても有用である。
【０００７】図２は、図１の製品を作成する際に有用な
装置を例示するものである。この装置は、石英製の窓の
ようなマイクロ波透過性の壁１２を有する排気可能なチ
ャンバ１１からなるプラズマ反応器１０を含んでいる。
当該反応器は、Vactronic Laboratories製Model M-60の
一部を変更したものである。チャンバ１１内では、ボロ
ン窒化物（ボロンナイトライド）のプレートの台１４に
支持された炭素（グラファイト）のディスク１３、及び
セラミック柱１６により水平に支持された炭素（グラフ
ァイト）のフィラメント１５が回転可能な底板２５上に
据え付けられている。基板１７は、ダクト１８内に配置
されており、当該ダクトは、ビューポート（視界孔）１
９をチャンバ１１の壁へつなげている。グラファイトの
フィラメント及びシリコンの切片は、キャビィティ（中
空部）の中心線に沿って、基板の上部７−１５ｍｍにフ
ィラメントがあるように合わせられている。
装置を例示するものである。この装置は、石英製の窓の
ようなマイクロ波透過性の壁１２を有する排気可能なチ
ャンバ１１からなるプラズマ反応器１０を含んでいる。
当該反応器は、Vactronic Laboratories製Model M-60の
一部を変更したものである。チャンバ１１内では、ボロ
ン窒化物（ボロンナイトライド）のプレートの台１４に
支持された炭素（グラファイト）のディスク１３、及び
セラミック柱１６により水平に支持された炭素（グラフ
ァイト）のフィラメント１５が回転可能な底板２５上に
据え付けられている。基板１７は、ダクト１８内に配置
されており、当該ダクトは、ビューポート（視界孔）１
９をチャンバ１１の壁へつなげている。グラファイトの
フィラメント及びシリコンの切片は、キャビィティ（中
空部）の中心線に沿って、基板の上部７−１５ｍｍにフ
ィラメントがあるように合わせられている。
【０００８】透過性のある壁１２を通過するマイクロ波
エネルギーは、別個にあるいは同時に、２つのプラズマ
モードを生成することが可能である。第一モードのプラ
ズマ２０は、温度領域９００−１０５０℃で、フィラメ
ントの中心領域と幅広く反応するものである。第二モー
ドのプラズマ２１は、温度領域６５０−８５０℃で、フ
ィラメントの自由端において生成されるものである。
エネルギーは、別個にあるいは同時に、２つのプラズマ
モードを生成することが可能である。第一モードのプラ
ズマ２０は、温度領域９００−１０５０℃で、フィラメ
ントの中心領域と幅広く反応するものである。第二モー
ドのプラズマ２１は、温度領域６５０−８５０℃で、フ
ィラメントの自由端において生成されるものである。
【０００９】当該反応器には、上流部分にはガス注入口
２２が備えられている。当該注入口を通して、幾種類か
の異なったガスが、当該反応器内に導入されることが可
能である。各ガスの流率は、流率制御器（ここでは示さ
れていない。）により、独立に制御されることが可能で
ある。当該反応器はまた、下流部分にポンプシステム
（ここでは示されていない。）が備えられている。ガス
は、出口２３及びスロットル（ここでは示されていな
い。）を通して、当該反応器からポンプにより外部へ排
出されることが可能である。ここで、望ましいガスは、
窒素及びヘリウムである。
２２が備えられている。当該注入口を通して、幾種類か
の異なったガスが、当該反応器内に導入されることが可
能である。各ガスの流率は、流率制御器（ここでは示さ
れていない。）により、独立に制御されることが可能で
ある。当該反応器はまた、下流部分にポンプシステム
（ここでは示されていない。）が備えられている。ガス
は、出口２３及びスロットル（ここでは示されていな
い。）を通して、当該反応器からポンプにより外部へ排
出されることが可能である。ここで、望ましいガスは、
窒素及びヘリウムである。
【００１０】β−Ｃ3Ｎ4合成のための典型的な動作パラ
メータとしては、円筒型ＴＭ01モードでの６５０Ｗのマ
イクロ波出力、５０−２００ｓｃｃｍの窒素流量、１０
０−３００ｓｃｃｍのヘリウム流量である。望ましい流
量比としては、Ｎ2/Ｈｅで３３−６０％の範囲である。
中心領域でのグラファイト温度は、６５０−９００℃で
あり、自由端では６５０−９００℃である。基板温度
は、３００−５００℃であると概算される。
メータとしては、円筒型ＴＭ01モードでの６５０Ｗのマ
イクロ波出力、５０−２００ｓｃｃｍの窒素流量、１０
０−３００ｓｃｃｍのヘリウム流量である。望ましい流
量比としては、Ｎ2/Ｈｅで３３−６０％の範囲である。
中心領域でのグラファイト温度は、６５０−９００℃で
あり、自由端では６５０−９００℃である。基板温度
は、３００−５００℃であると概算される。
【００１１】典型例としての動作としては、ヘリウムと
窒素につき、Ｈｅについては２００ｓｃｃｍ、Ｎ2につ
いては７５ｓｃｃｍの所定流率に設定する必要がある。
当該反応器の圧力は１２０ｔｏｒｒという所定のレベル
に設定されており、ガス及び圧力についての制御器のス
ウィッチが入れられる。流量及び圧力が安定するまで
は、スロットルが一定の圧力領域に反応器を維持し、す
べてのガスは一定流率を維持している。
窒素につき、Ｈｅについては２００ｓｃｃｍ、Ｎ2につ
いては７５ｓｃｃｍの所定流率に設定する必要がある。
当該反応器の圧力は１２０ｔｏｒｒという所定のレベル
に設定されており、ガス及び圧力についての制御器のス
ウィッチが入れられる。流量及び圧力が安定するまで
は、スロットルが一定の圧力領域に反応器を維持し、す
べてのガスは一定流率を維持している。
【００１２】マイクロ波出力供給の高電圧のスウィッチ
が入れられ、第一及び第二モードで、プラズマが点火さ
れる。これらの２つのモードのプラズマは、６００−１
１００℃の範囲での温度にグラファイトのフィラメント
を加熱し、β−Ｃ3Ｎ被膜の合成が開始する。
が入れられ、第一及び第二モードで、プラズマが点火さ
れる。これらの２つのモードのプラズマは、６００−１
１００℃の範囲での温度にグラファイトのフィラメント
を加熱し、β−Ｃ3Ｎ被膜の合成が開始する。
【００１３】出願者としては、β−Ｃ3Ｎ4の結晶化は、
マイクロ波プラズマによる、ＣＮ*のような炭素窒素ラ
ジカルの生成によるものと考えている。ＣＮ*は、β−
Ｃ3Ｎ4の結晶化へと導く鍵となる前駆物質であると信じ
られている。ＣＮ*種（反応種）のそれぞれは、Ｎ（窒
素原子）側で２個までの、Ｃ（炭素原子）側で３個まで
の不対電子を、提供することが可能である。従って、β
−Ｃ3Ｎ4格子構造を形成すべく、ＣＮ*種（反応種）を
共に結合させるという、強い傾向を備えているのであ
る。このような析出は、温度勾配（６００−１１００
℃）の低域部末端において生じるのである。
マイクロ波プラズマによる、ＣＮ*のような炭素窒素ラ
ジカルの生成によるものと考えている。ＣＮ*は、β−
Ｃ3Ｎ4の結晶化へと導く鍵となる前駆物質であると信じ
られている。ＣＮ*種（反応種）のそれぞれは、Ｎ（窒
素原子）側で２個までの、Ｃ（炭素原子）側で３個まで
の不対電子を、提供することが可能である。従って、β
−Ｃ3Ｎ4格子構造を形成すべく、ＣＮ*種（反応種）を
共に結合させるという、強い傾向を備えているのであ
る。このような析出は、温度勾配（６００−１１００
℃）の低域部末端において生じるのである。
【００１４】望みの厚さの析出がなされた後は、マイク
ロ波出力の高電圧のスウィッチは切られる。当該反応器
が冷却するまで、ガス流量は維持される。冷却後は、各
ガスは止められ、当該反応器は排気（換気）される。
ロ波出力の高電圧のスウィッチは切られる。当該反応器
が冷却するまで、ガス流量は維持される。冷却後は、各
ガスは止められ、当該反応器は排気（換気）される。
【００１５】結果としての薄膜は、β−Ｃ3Ｎ4の結晶化
に対する明らかな証拠を示した。図３は、当該薄膜につ
いてのラザフォード後方散乱スペクトロスコピー（分光
法）（ＲＢＳ）による典型的なスペクトルである。ＲＵ
ＭＰフィッティングが、炭素４３％、窒素５４％、酸素
３％という組成を示している。
に対する明らかな証拠を示した。図３は、当該薄膜につ
いてのラザフォード後方散乱スペクトロスコピー（分光
法）（ＲＢＳ）による典型的なスペクトルである。ＲＵ
ＭＰフィッティングが、炭素４３％、窒素５４％、酸素
３％という組成を示している。
【００１６】図４は、炭素についての、Ｘ線光電子スペ
クトロスコピー（分光法）（ＸＰＳ）による、畳込みを
解いたスペクトルである。これは、Ｃ（炭素原子）１Ｓ
軌道の３つの特徴を表している。すなわち、Ｃ−Ｃ（炭
素間結合）と解釈される、２８５．０ｅＶでの特徴は、
Ｃ（炭素原子）１Ｓ軌道の強度の１６％を占めている。
２８８．０ｅＶでの特徴は、Ｃ−Ｎ（炭素窒素結合）の
形成によるものであり、Ｃ（炭素原子）１Ｓ軌道の強度
の６７％を占めている。２８９．７ｅＶでの３番目の特
徴は、おそらく酸素との反応を反映しているものであ
り、Ｃ（炭素原子）１Ｓ軌道の強度の１７％を占めてい
る。
クトロスコピー（分光法）（ＸＰＳ）による、畳込みを
解いたスペクトルである。これは、Ｃ（炭素原子）１Ｓ
軌道の３つの特徴を表している。すなわち、Ｃ−Ｃ（炭
素間結合）と解釈される、２８５．０ｅＶでの特徴は、
Ｃ（炭素原子）１Ｓ軌道の強度の１６％を占めている。
２８８．０ｅＶでの特徴は、Ｃ−Ｎ（炭素窒素結合）の
形成によるものであり、Ｃ（炭素原子）１Ｓ軌道の強度
の６７％を占めている。２８９．７ｅＶでの３番目の特
徴は、おそらく酸素との反応を反映しているものであ
り、Ｃ（炭素原子）１Ｓ軌道の強度の１７％を占めてい
る。
【００１７】図５は、窒素についての、Ｘ線光電子スペ
クトロスコピー（分光法）（ＸＰＳ）による、畳込みを
解いたスペクトルであり、Ｎ（窒素原子）１Ｓ軌道のス
ペクトルにおける２つの特徴を示している。３９８．６
ｅＶにおける低い方のエネルギーでの特徴は、Ｎ1によ
るものであり、強度の５９％を占めている。４００．５
ｅＶにおける高い方のエネルギーでの特徴は、Ｎ2によ
るものであり、強度の４１％を占めている。
クトロスコピー（分光法）（ＸＰＳ）による、畳込みを
解いたスペクトルであり、Ｎ（窒素原子）１Ｓ軌道のス
ペクトルにおける２つの特徴を示している。３９８．６
ｅＶにおける低い方のエネルギーでの特徴は、Ｎ1によ
るものであり、強度の５９％を占めている。４００．５
ｅＶにおける高い方のエネルギーでの特徴は、Ｎ2によ
るものであり、強度の４１％を占めている。
【００１８】図６は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によ
りとられた、当該薄膜の断面像である。底部ではアモル
ファス層が成長しており、上部では結晶体層が成長して
いる。成長の形態は、多角柱状であり、境界部ははっき
りしている。
りとられた、当該薄膜の断面像である。底部ではアモル
ファス層が成長しており、上部では結晶体層が成長して
いる。成長の形態は、多角柱状であり、境界部ははっき
りしている。
【００１９】図７は、図６において示された同じ領域
の、暗視野部のＴＥＭによる画像である。図７は、連続
的な上部層の結晶化及び、底部上で成長したアモルファ
ス層内に留まっている、個々のナノ結晶（微小な結晶）
を示している。
の、暗視野部のＴＥＭによる画像である。図７は、連続
的な上部層の結晶化及び、底部上で成長したアモルファ
ス層内に留まっている、個々のナノ結晶（微小な結晶）
を示している。
【００２０】図８は、当該薄膜についての透過電子
（線）の回折パターンである。断面及び平面による、電
子（線）の回折データは、表１に挙げられている。３つ
のピークは、β−Ｃ3Ｎ4の所定の格子間隔に厳密に適合
している。すなわち、β−Ｃ3Ｎ4の＜２００＞に対応し
て、２．７８オングストローム、＜１１１＞に対応し
て、１．９６オングストローム、＜３０１＞に対応し
て、１．４９オングストロームである。 表１（以下、Ａ：オングストロームとする。） 断面（Ａ） 平面（Ａ） 計算値（Ａ）（注） ＜ｈｋｌ＞ ３．２１ ３．２１５ １１０ ２．８０ ２．７８４ ２００ ２．５３ ２．５３ ２．４６ ００１ ２．０６ ２．１１ ２．１０４ ２１０ １．９９ １．９５３ １１１ １．８６ １．８４ １．８５６ ３００ １．５４ １．５４ １．５４４ ３１０ １．４９ １．４８１ ３０１ １．３９ １．３９２ ４００ １．３２３ １．３０８ ３１１ １．２８３ １．２７８ １．２７８ ３２０ １．２２９ １．２３０ ００２ １．２０９ １．２１１ ４０１ １．１４７ １．１４９ １１２ １．１３３ １．１３４ ３２１ １．１１２ １．１１４ ５００ １．０８９ ０．０８９ １．０８９ ４１１ １．０５６ １．０５２ ４２０ ０．８３４ ０．８３８ ５２１ ０．８０９ ０．８０８ ３３２ （注）六方格子（六方晶系格子）のパラメータとしては、ａ＝６．４３Ａ、ｃ＝ ２．３８Ａを元にした。
（線）の回折パターンである。断面及び平面による、電
子（線）の回折データは、表１に挙げられている。３つ
のピークは、β−Ｃ3Ｎ4の所定の格子間隔に厳密に適合
している。すなわち、β−Ｃ3Ｎ4の＜２００＞に対応し
て、２．７８オングストローム、＜１１１＞に対応し
て、１．９６オングストローム、＜３０１＞に対応し
て、１．４９オングストロームである。 表１（以下、Ａ：オングストロームとする。） 断面（Ａ） 平面（Ａ） 計算値（Ａ）（注） ＜ｈｋｌ＞ ３．２１ ３．２１５ １１０ ２．８０ ２．７８４ ２００ ２．５３ ２．５３ ２．４６ ００１ ２．０６ ２．１１ ２．１０４ ２１０ １．９９ １．９５３ １１１ １．８６ １．８４ １．８５６ ３００ １．５４ １．５４ １．５４４ ３１０ １．４９ １．４８１ ３０１ １．３９ １．３９２ ４００ １．３２３ １．３０８ ３１１ １．２８３ １．２７８ １．２７８ ３２０ １．２２９ １．２３０ ００２ １．２０９ １．２１１ ４０１ １．１４７ １．１４９ １１２ １．１３３ １．１３４ ３２１ １．１１２ １．１１４ ５００ １．０８９ ０．０８９ １．０８９ ４１１ １．０５６ １．０５２ ４２０ ０．８３４ ０．８３８ ５２１ ０．８０９ ０．８０８ ３３２ （注）六方格子（六方晶系格子）のパラメータとしては、ａ＝６．４３Ａ、ｃ＝ ２．３８Ａを元にした。
【００２１】このように、グラファイト及び窒素のマイ
クロ波プラズマ反応により、β−Ｃ3Ｎ4の連続的な結晶
体薄膜が、基板上に合成された。不均一化学反応が、Ｃ
Ｎ*のような活性化炭素窒素ラジカルを生成するのであ
る。これらの（反応）種が、それ以後の結晶化へと導く
前駆物質としてふるまうのである。このような技術にお
いては、スパッタリング、除去、グラファイトの熱解離
は必要とされない。炭素窒化物化合物の析出は、炭素窒
素ラジカル前駆物質のプラズマ領域からの拡散によるク
ウェンチング（急冷）の結果である。ラジカルの不対電
子は、各（反応）種を結合させ、結晶を形成する傾向が
ある。マイクロ波プラズマは、適切な丁度よい温度（６
００−１１００℃）でラジカル前駆物質の生成を提供
し、β−Ｃ3Ｎ4を形成するのである。
クロ波プラズマ反応により、β−Ｃ3Ｎ4の連続的な結晶
体薄膜が、基板上に合成された。不均一化学反応が、Ｃ
Ｎ*のような活性化炭素窒素ラジカルを生成するのであ
る。これらの（反応）種が、それ以後の結晶化へと導く
前駆物質としてふるまうのである。このような技術にお
いては、スパッタリング、除去、グラファイトの熱解離
は必要とされない。炭素窒化物化合物の析出は、炭素窒
素ラジカル前駆物質のプラズマ領域からの拡散によるク
ウェンチング（急冷）の結果である。ラジカルの不対電
子は、各（反応）種を結合させ、結晶を形成する傾向が
ある。マイクロ波プラズマは、適切な丁度よい温度（６
００−１１００℃）でラジカル前駆物質の生成を提供
し、β−Ｃ3Ｎ4を形成するのである。
【００２２】上に述べた実施例は、本発明の原理の応用
例を表すことのできる、多くの考えられる特定の実施例
のうち、ごく僅かについての例示であるに過ぎないこと
は理解されるべきである。当該技術分野の当業者によ
り、本発明の技術思想及び保護範囲から離れることな
く、膨大かつ変化に富んだ他の配置をなすことが可能で
ある。
例を表すことのできる、多くの考えられる特定の実施例
のうち、ごく僅かについての例示であるに過ぎないこと
は理解されるべきである。当該技術分野の当業者によ
り、本発明の技術思想及び保護範囲から離れることな
く、膨大かつ変化に富んだ他の配置をなすことが可能で
ある。
【００２３】
【発明の効果】本発明によって、ダイヤモンドの硬さを
超える硬さ、高いエネルギーバンドギャップ、紫外線
（ＵＶ）透過性といった、特殊な性質を有することが予
見されるβ−Ｃ3Ｎ4結晶体について、従来実現されてい
なかった、連続的な薄膜の作成及び、当該薄膜による被
膜が可能となった。
超える硬さ、高いエネルギーバンドギャップ、紫外線
（ＵＶ）透過性といった、特殊な性質を有することが予
見されるβ−Ｃ3Ｎ4結晶体について、従来実現されてい
なかった、連続的な薄膜の作成及び、当該薄膜による被
膜が可能となった。
【図１】図１は、β−Ｃ3Ｎ4の連続的な薄膜で被膜され
た表面を有する基板の断面図である。
た表面を有する基板の断面図である。
【図２】図２は、図１の被膜された基板を作成する際に
有用な装置の図式による例図である。
有用な装置の図式による例図である。
【図３】図３は、典型的な薄膜についての、ラザフォー
ド後方散乱スペクトルである。
ド後方散乱スペクトルである。
【図４】図４は、当該薄膜における炭素についてのＸ線
光電子スペクトルである。
光電子スペクトルである。
【図５】図５は、当該薄膜における窒素についてのＸ線
光電子スペクトルである。
光電子スペクトルである。
【図６】図６は、当該薄膜のＴＥＭ（透過型電子顕微
鏡）による顕微鏡写真である。
鏡）による顕微鏡写真である。
【図７】図７は、暗視野でのＴＥＭ（透過型電子顕微
鏡）による顕微鏡写真である。
鏡）による顕微鏡写真である。
【図８】図８は、透過電子（線）の回折パターンであ
る。
る。
１０ プラズマ反応器 １１ 排気可能なチャンバ １２ 透過性のある壁 １３ 炭素（グラファイト）ディスク １４ ボロン窒化物のプレートの台 １５ 炭素（グラファイト）フィラメント １６ セラミック柱 １７ 基板 １８ ダクト １９ ビュウポート（視界孔） ２０ 第一モードのプラズマ ２１ 第二モードのプラズマ ２２ ガス注入口 ２３ 排出口（出口） ２５ 回転可能な底板 １１０ 表面 １２０ 薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/314 Ｈ０１Ｌ 21/314 Ａ (72)発明者 ジェームス ウィンフィールド ミッチェ ル アメリカ合衆国，08873 ニュージャージ ー，サマーセット，キングスブリッジ ロ ード 17
Claims (7)
- 【請求項１】 表面（１１０）を有し、前記表面（１
１０）の一部に固着した、β−Ｃ3Ｎ4結晶体の連続的な
薄膜（１２０）を有する基板（１７）を含むことを特徴
とするデバイス。 - 【請求項２】 前記基板（１７）が半導体を含むこと
を特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項３】 前記基板（１７）が金属を含むことを
特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項４】 （Ａ）基板（１７）を用意するステップ
と、 （Ｂ）前記基板（１７）を、炭素（１５）及び、窒素を
含むガスを内部に含んでいるプラズマ反応器（１０）内
に配置するステップと、 （Ｃ）前記反応器内でプラズマ（２０、２１）を形成す
るステップと、前記プラズマ（２０、２１）は前記炭素
（１５）を６００−１１００℃の範囲の温度に加熱し、
炭素窒素ラジカルを生成し、 （Ｄ）前記ラジカルがプラズマ領域外へ拡散し、前記基
板（１７）上にβ−Ｃ3Ｎ4として結晶化させるステップ
と、を含むことを特徴とする、β−Ｃ3Ｎ4の付着薄膜で
前記基板（１７）を被膜する方法。 - 【請求項５】 窒素を含む前記ガスが、窒素及びヘリ
ウムの混合体を含むものであることを特徴とする請求項
４の方法。 - 【請求項６】 前記炭素が、グラファイトであること
を特徴とする請求項４の方法。 - 【請求項７】 前記ラジカルが、ＣＮ*を含んでいる
ことを特徴とする請求項４の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US445476 | 1974-02-25 | ||
| US08/445,476 US5652061A (en) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | Devices comprising films of β-C3 N4 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08337499A true JPH08337499A (ja) | 1996-12-24 |
| JP3313575B2 JP3313575B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=23769057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12535196A Expired - Fee Related JP3313575B2 (ja) | 1995-05-22 | 1996-05-21 | β−Ｃ３Ｎ４薄膜の形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5652061A (ja) |
| EP (1) | EP0744768B1 (ja) |
| JP (1) | JP3313575B2 (ja) |
| DE (1) | DE69623177T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006069856A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Kakei Gakuen | 窒化炭素の製造方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6487050B1 (en) | 1999-02-22 | 2002-11-26 | Seagate Technology Llc | Disc drive with wear-resistant ramp coating of carbon nitride or metal nitride |
| US7160577B2 (en) | 2002-05-02 | 2007-01-09 | Micron Technology, Inc. | Methods for atomic-layer deposition of aluminum oxides in integrated circuits |
| US7589029B2 (en) | 2002-05-02 | 2009-09-15 | Micron Technology, Inc. | Atomic layer deposition and conversion |
| CN100419119C (zh) * | 2004-08-04 | 2008-09-17 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 具有超硬镀膜的模具 |
| US7927948B2 (en) | 2005-07-20 | 2011-04-19 | Micron Technology, Inc. | Devices with nanocrystals and methods of formation |
| US7989290B2 (en) | 2005-08-04 | 2011-08-02 | Micron Technology, Inc. | Methods for forming rhodium-based charge traps and apparatus including rhodium-based charge traps |
| US7575978B2 (en) | 2005-08-04 | 2009-08-18 | Micron Technology, Inc. | Method for making conductive nanoparticle charge storage element |
| US8367506B2 (en) | 2007-06-04 | 2013-02-05 | Micron Technology, Inc. | High-k dielectrics with gold nano-particles |
| CN105080988B (zh) * | 2015-09-18 | 2017-09-19 | 浙江宏恩智能装备技术有限公司 | 一种基于pcvd处理的铝合金空心管挤出模具 |
| US11261518B2 (en) * | 2018-09-12 | 2022-03-01 | City University Of Hong Kong | Method and an apparatus for producing a film of carbon nitride material |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4647512A (en) * | 1986-03-20 | 1987-03-03 | The Perkin-Elmer Corporation | Diamond-like carbon films and process for production thereof |
| US5110679A (en) * | 1990-04-24 | 1992-05-05 | The Regents Of The University Of California | Hard carbon nitride and method for preparing same |
| WO1995002709A2 (en) * | 1993-07-15 | 1995-01-26 | President And Fellows Of Harvard College | EXTENDED NITRIDE MATERIAL COMPRISING β-C3N¿4? |
-
1995
- 1995-05-22 US US08/445,476 patent/US5652061A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-05-14 EP EP96303410A patent/EP0744768B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-14 DE DE69623177T patent/DE69623177T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-21 JP JP12535196A patent/JP3313575B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006069856A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Kakei Gakuen | 窒化炭素の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69623177T2 (de) | 2003-05-08 |
| US5652061A (en) | 1997-07-29 |
| EP0744768B1 (en) | 2002-08-28 |
| EP0744768A1 (en) | 1996-11-27 |
| JP3313575B2 (ja) | 2002-08-12 |
| DE69623177D1 (de) | 2002-10-02 |
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