JPS58185418A - 厚いカ−ボン膜の成膜方法 - Google Patents
厚いカ−ボン膜の成膜方法Info
- Publication number
- JPS58185418A JPS58185418A JP57066985A JP6698582A JPS58185418A JP S58185418 A JPS58185418 A JP S58185418A JP 57066985 A JP57066985 A JP 57066985A JP 6698582 A JP6698582 A JP 6698582A JP S58185418 A JPS58185418 A JP S58185418A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- film
- carbon
- carbon film
- silicon
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Chemical 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は密着性のよい厚いカーボン膜の成膜り法に関す
る。
る。
カーボン膜はその製法により固有の特性を示す。
第１図は炭素成分を持つ化合物のガスをイオン化して基
板に厚い力゛−ボン躾を付椙させるイオン化成膜装置で
ある。該装置において 先ず、被排気室１内を、排気管
２に外部で繋がった排気系により高真空に排気し、石英
棒３に巻いたカソードフィラメント４を、加熱電源５の
作動により加熱覆る。同時に側部が網目状に構成された
円筒状のアノード電極６と前記カソードフィラメント４
間に１１の１′１流電１ｔを印加し、更に円筒状の基板
７と該ノイ°ノメン１〜間４．Ｚ ｔｉの♂１流高電圧
を印加する。この状態で゛、ガス供給［］８がら前記被
排気室１内にｌフルアンがスを入れ、前記フィラメント
４とアノード電極６間の電界内でＩラズマ放電を生じさ
せる１、該散布により？ルゴンイオン（Ａｒ ” ）は
前記入（恢７１Ｊ向に引き付【）られ、゛該基板表面を
ボンバードしてクリーニングする。該クリーニング後、
前Ｆｌ＋！ ）Ｊス供給１−１８からペンげンガスの如
き炭化水＄ Ｍ １ｈｊｆスを前ム２被排気室１内へ導
入する。該ガスは前Ｆｉ１２ノノソードノインメント４
の熱により加熱分解（、該）（−／メントと前記アノー
ド電極６間の電！Ｉ’１１ ）＆び前記フィラメント４
がらの熱電子の衝撃によ−）電離する。該電離により生
じた炭素イオンは前記基板７とカソードフィラメント４
間に印加された負の高電圧により基板方向に加速され、
該ｋｌｌにｂ−ボン膜を成ｗＡする。この様にして炭素
成分を持つ化合物のガスをイオン化して基板にイ・１楯
させ′：た／Ｊ−ボン族はノ１常に硬く半透明であるこ
とから、研削−丁「Ｉの刃先等種々のものに利用出来る
。所で、この様にして厚く（例、１に入以十）成膜した
カーボン膜は非常に硬い為に、内部応力が強く、下地と
なる基板の材質に依って膜の密＠牲に強弱が現われる。
板に厚い力゛−ボン躾を付椙させるイオン化成膜装置で
ある。該装置において 先ず、被排気室１内を、排気管
２に外部で繋がった排気系により高真空に排気し、石英
棒３に巻いたカソードフィラメント４を、加熱電源５の
作動により加熱覆る。同時に側部が網目状に構成された
円筒状のアノード電極６と前記カソードフィラメント４
間に１１の１′１流電１ｔを印加し、更に円筒状の基板
７と該ノイ°ノメン１〜間４．Ｚ ｔｉの♂１流高電圧
を印加する。この状態で゛、ガス供給［］８がら前記被
排気室１内にｌフルアンがスを入れ、前記フィラメント
４とアノード電極６間の電界内でＩラズマ放電を生じさ
せる１、該散布により？ルゴンイオン（Ａｒ ” ）は
前記入（恢７１Ｊ向に引き付【）られ、゛該基板表面を
ボンバードしてクリーニングする。該クリーニング後、
前Ｆｌ＋！ ）Ｊス供給１−１８からペンげンガスの如
き炭化水＄ Ｍ １ｈｊｆスを前ム２被排気室１内へ導
入する。該ガスは前Ｆｉ１２ノノソードノインメント４
の熱により加熱分解（、該）（−／メントと前記アノー
ド電極６間の電！Ｉ’１１ ）＆び前記フィラメント４
がらの熱電子の衝撃によ−）電離する。該電離により生
じた炭素イオンは前記基板７とカソードフィラメント４
間に印加された負の高電圧により基板方向に加速され、
該ｋｌｌにｂ−ボン膜を成ｗＡする。この様にして炭素
成分を持つ化合物のガスをイオン化して基板にイ・１楯
させ′：た／Ｊ−ボン族はノ１常に硬く半透明であるこ
とから、研削−丁「Ｉの刃先等種々のものに利用出来る
。所で、この様にして厚く（例、１に入以十）成膜した
カーボン膜は非常に硬い為に、内部応力が強く、下地と
なる基板の材質に依って膜の密＠牲に強弱が現われる。
実験に依ると、シリニ］ンや石英ガラス等にはよく密着
するが、金属類には密着性が悪く、非常に剥がれ易い。
するが、金属類には密着性が悪く、非常に剥がれ易い。
本発明はこの様な点に観みてなされたちので、基板に、
炭素成分を持つ化合物のガスをイオン化し、該イオン化
した炭素を厚い膜状に付着させる前に、カーボン膜及び
基板の両方に強く結合する物質を膜状にバインダーとし
て何着させた新規な成膜方法を提供するものである。
炭素成分を持つ化合物のガスをイオン化し、該イオン化
した炭素を厚い膜状に付着させる前に、カーボン膜及び
基板の両方に強く結合する物質を膜状にバインダーとし
て何着させた新規な成膜方法を提供するものである。
即ち、本発明は、厚いカーボン膜を直接基板に付けるの
ではなく、カーボン膜にも基榴にも強く結合するバイン
ダーを介して岸いカーボン膜を基板に付けることにより
、例え基板が金属でも間接的ではあるが、密着性よく厚
いｔＪ−ボン脱を付けることが出来る様にしたもので、
このバインダーとして種々の物質を実験した所、カーボ
ン膜にし基板にも強く結合する最適なバインダー物質は
ケイ素及び炭化５／Ａ（例、Ｔｉ Ｃ，ＷＣ，Ｓｉ Ｃ
・・・）て゛あるＪ、とが分か）た３、 第２図４１、例えばノフルミニウムの如き金属性基４１
！３１．ニバインターとしＣ炭化ケイ素膜を付着させ
る為の１ミ置の 例として示した高周波イオンプレー１
ング装置で、ある。諷装置において、先ず、被１（１気
’＋’ １ （’）内をυＦ気管１１に外部で・繋がっ
た排気系（、二（、＆番高貞空にり１気し、次にガス供
給口１２から該１１気￥内ＩＪ、 ｉ’ルゴンガスを入
れる。この時、基数９と坩堝１３３の間に配置された高
周波電極１４１５田ｌｉ周波電源１５から＾周波電力が
印加されているので、プラズマ放電が生じる。前記基板
９ＧＪは（１の自流高電ｒ＋が印加されているので、ア
ルゴンイオン（Δｒ”）は該基板表面をボンバードし謹
人面をクリーニング−する。次に、電子銃１６からの電
子ビー１１を偏向器１７により前記坩堝１３内ｔこ収容
され１．：ケイ素１８に照射し、該ケイ素を蒸発させる
。ケイ素が蒸発し始めたら、前記ガス供給Ｉ’ｌ １２
ｂ””＞被ＩＩ気宇１０内にメタンガス（に１１４）
（あるいはアセチレンガス等）を導入する。この際
、被排気室内のメタンガスとアルアンガスとの分圧は必
要に応じ−（ｇ４整づる。該メタンガスは高周波電界に
より分解し、その分解成分のカーボン（Ｃ）がケイ素の
ＭＲ粉粒子結合し、前記基板９上で炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）の躾を作る尚、１９は外部の加熱電源２０により加
熱されたヒータで、基板９を成る温度に熱ケるものであ
る。
ではなく、カーボン膜にも基榴にも強く結合するバイン
ダーを介して岸いカーボン膜を基板に付けることにより
、例え基板が金属でも間接的ではあるが、密着性よく厚
いｔＪ−ボン脱を付けることが出来る様にしたもので、
このバインダーとして種々の物質を実験した所、カーボ
ン膜にし基板にも強く結合する最適なバインダー物質は
ケイ素及び炭化５／Ａ（例、Ｔｉ Ｃ，ＷＣ，Ｓｉ Ｃ
・・・）て゛あるＪ、とが分か）た３、 第２図４１、例えばノフルミニウムの如き金属性基４１
！３１．ニバインターとしＣ炭化ケイ素膜を付着させ
る為の１ミ置の 例として示した高周波イオンプレー１
ング装置で、ある。諷装置において、先ず、被１（１気
’＋’ １ （’）内をυＦ気管１１に外部で・繋がっ
た排気系（、二（、＆番高貞空にり１気し、次にガス供
給口１２から該１１気￥内ＩＪ、 ｉ’ルゴンガスを入
れる。この時、基数９と坩堝１３３の間に配置された高
周波電極１４１５田ｌｉ周波電源１５から＾周波電力が
印加されているので、プラズマ放電が生じる。前記基板
９ＧＪは（１の自流高電ｒ＋が印加されているので、ア
ルゴンイオン（Δｒ”）は該基板表面をボンバードし謹
人面をクリーニング−する。次に、電子銃１６からの電
子ビー１１を偏向器１７により前記坩堝１３内ｔこ収容
され１．：ケイ素１８に照射し、該ケイ素を蒸発させる
。ケイ素が蒸発し始めたら、前記ガス供給Ｉ’ｌ １２
ｂ””＞被ＩＩ気宇１０内にメタンガス（に１１４）
（あるいはアセチレンガス等）を導入する。この際
、被排気室内のメタンガスとアルアンガスとの分圧は必
要に応じ−（ｇ４整づる。該メタンガスは高周波電界に
より分解し、その分解成分のカーボン（Ｃ）がケイ素の
ＭＲ粉粒子結合し、前記基板９上で炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）の躾を作る尚、１９は外部の加熱電源２０により加
熱されたヒータで、基板９を成る温度に熱ケるものであ
る。
この様に基板９を該基板に飛んで来る熱い粒子の温度に
近づけ′ておけば、該粒子が基板に付き易くなり、又、
付着する膜の結晶性もよくなる。
近づけ′ておけば、該粒子が基板に付き易くなり、又、
付着する膜の結晶性もよくなる。
この様にして、ケイ素の躾が付着された金属性基板を、
前記第１図に示づ如さイオン化成煕装薗の基板７の位置
に配置し、炭化ケイｌｆｉ膜の１にカーボンの厚膜を付
着させる。
前記第１図に示づ如さイオン化成煕装薗の基板７の位置
に配置し、炭化ケイｌｆｉ膜の１にカーボンの厚膜を付
着させる。
次に実験した一部を示す。基板として、チタン。
アルミニウムを使い、バインダーとしてチッ化チタン、
金の膜を各々前記基板に付け、ぞの上にカーボン膜を付
は始め、膜厚モーターでそのカーボン膜め膜厚を測定し
てみると、何れも０．１戸に達する前にカーボン膜がバ
インダーから剥がれ始めた。次にバインダーと（ッで炭
化ケイ素の膜を前記８／ｚのｂｔｌｆｉ ＋こ（′Ｎ１
け、ぞの１−にカーボン膜を付けると、約３）・１１（
こ達りるまＣカーボン膜がバインダーか←）剥がれなか
った。史にバインダーとして炭化ｆクシや炭化タンゲス
ｆンを基板に付けた時は、］ｉ−ノ １ ゛ ２ ｌ
ｌ Ｉｌｌ で あ −） ｌＪ 、。
金の膜を各々前記基板に付け、ぞの上にカーボン膜を付
は始め、膜厚モーターでそのカーボン膜め膜厚を測定し
てみると、何れも０．１戸に達する前にカーボン膜がバ
インダーから剥がれ始めた。次にバインダーと（ッで炭
化ケイ素の膜を前記８／ｚのｂｔｌｆｉ ＋こ（′Ｎ１
け、ぞの１−にカーボン膜を付けると、約３）・１１（
こ達りるまＣカーボン膜がバインダーか←）剥がれなか
った。史にバインダーとして炭化ｆクシや炭化タンゲス
ｆンを基板に付けた時は、］ｉ−ノ １ ゛ ２ ｌ
ｌ Ｉｌｌ で あ −） ｌＪ 、。
尚、重機にバｒンターをｊｔ ｃ−する方法は、高周波
で４ンｌレーテングに限定されることはなく、スバッリ
リング等種々考えられる。又、基板にバインダ′−を付
ｔ３る１程と、該バインダーにカーボン膜をト］ＩＪる
［稈を別々の？＆Ｄ１気室内で行なったが、同 ２ｍ
ＩＪ）気至内（−行ｔ１う様にしてもよい。
で４ンｌレーテングに限定されることはなく、スバッリ
リング等種々考えられる。又、基板にバインダ′−を付
ｔ３る１程と、該バインダーにカーボン膜をト］ＩＪる
［稈を別々の？＆Ｄ１気室内で行なったが、同 ２ｍ
ＩＪ）気至内（−行ｔ１う様にしてもよい。
本１１ ＩｌｌにＪ、れば、バインダーを介して基板に
厚いカーボン膜が密石性よく成膜される。
厚いカーボン膜が密石性よく成膜される。
第１図及び第２図は本発明の成膜方法を実施する為（二
相用したイオン化成ＩＩＩ装酋及び高周波イオンｌレー
ｊング独１’ｆｆ ｕ−ある。 １：被排気室、 ３ ： ／＋矢棒、４：カソードフイ
フメント、６：／７〕−ド電極、７：ｔ！板、９：金属
性基板、１０：被排気室、１４：高周波電極、１８：ケ
イ素。 特許出願人 日本電子株式会ン１ 代表者 加勢 忠鰭
相用したイオン化成ＩＩＩ装酋及び高周波イオンｌレー
ｊング独１’ｆｆ ｕ−ある。 １：被排気室、 ３ ： ／＋矢棒、４：カソードフイ
フメント、６：／７〕−ド電極、７：ｔ！板、９：金属
性基板、１０：被排気室、１４：高周波電極、１８：ケ
イ素。 特許出願人 日本電子株式会ン１ 代表者 加勢 忠鰭
Claims (1)
- 基板に、疾化物を膜状に付着させ、護膜に、炭素成分を
持つ化合物のガスをイオン化し、該イオン化した炭素を
厚い膜状に付着させた厚いカーボン膜の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57066985A JPS58185418A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 厚いカ−ボン膜の成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57066985A JPS58185418A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 厚いカ−ボン膜の成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58185418A true JPS58185418A (ja) | 1983-10-29 |
Family
ID=13331813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57066985A Pending JPS58185418A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 厚いカ−ボン膜の成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58185418A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58213872A (ja) * | 1982-06-07 | 1983-12-12 | Ulvac Corp | 炭素膜の形成方法 |
| US4554208A (en) * | 1983-12-27 | 1985-11-19 | General Motors Corporation | Metal bearing surface having an adherent score-resistant coating |
-
1982
- 1982-04-21 JP JP57066985A patent/JPS58185418A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58213872A (ja) * | 1982-06-07 | 1983-12-12 | Ulvac Corp | 炭素膜の形成方法 |
| US4554208A (en) * | 1983-12-27 | 1985-11-19 | General Motors Corporation | Metal bearing surface having an adherent score-resistant coating |
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