JPS5879807A - 非晶質の炭素質薄膜 - Google Patents

非晶質の炭素質薄膜

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JPS5879807A
JPS5879807A JP57185348A JP18534882A JPS5879807A JP S5879807 A JPS5879807 A JP S5879807A JP 57185348 A JP57185348 A JP 57185348A JP 18534882 A JP18534882 A JP 18534882A JP S5879807 A JPS5879807 A JP S5879807A
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    • 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
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    • C03C2218/153—Deposition methods from the vapour phase by cvd by plasma-enhanced cvd

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、改良された非晶質の炭素質ダイヤモンド様
（ダイヤモンドのような特性を持った）薄膜に関する。
〈発明の背景〉 例えばこの発明の薄膜のような炭素質のダイヤモンド様
薄膜すなわちダイヤモンドの様な特性を有する薄膜は、
従来技術において周知である。これらの薄膜は、光学レ
ンズの光透過性を増すためのレンズの被覆、鏡の光反射
性を改良するための鏡の被覆等において特に有効である
。さらに、このような薄膜は、例えば筆記用具の被覆の
ような摩耗するようなものに対する保護被覆、一般的な
反射防止被覆及びシリコン装置又はシリコンを含む装置
に対する誘電体被覆又は保護被検等にも有効に応用でき
ることがわかっている。事実、この発明によるダイヤモ
ンド様の薄膜は透明で、非常に硬く、非常に付着力があ
シ、耐摩耗性と耐腐食性を有し、かつ光学的特性が優れ
た薄膜を必要とする商工業分野において、そのほかにも
数多くの有効な用途がある。
従来技術の非晶質の炭素質ダイヤモンド様薄膜は優れた
点を多く持っているか、ダイヤモンドの様な特性を有す
るさらに改良された非晶質の炭素質薄膜を得るための研
究が続けられてきた。特に、さらに硬く、種々の基板に
対してさらに付着力のあるような薄膜が、そのような薄
膜の製法とともに探求し続けられてきた°。
この発明による新しい改良されたダイヤモンド様炭素質
薄膜は、応力が非常に低く、多種多様の基板に対する強
固な付着力を持ち、水素の含有量が非常に低く、さらに
、非常に硬いという点で、現在知られている薄膜よシも
優れている。
くこの発明の要約〉 この発明の発明者は、水素の含有量が非常に低くかつ応
力が非常に低い、新しい改良された非晶質の炭素質ダイ
ヤモンド様薄膜を作った。この薄膜は、酸とアルカリの
両方に対して耐性を持ち、ダイヤモンドと同様の硬度を
持っている。また、この薄膜は、ダイヤモンドと同様の
屈折率、誘電定数及び熱膨張係数を持っている。さらに
、この薄膜は、例えばガラス、プラスチック、金属、半
導体等の種々の基板に対して優れた付着性を持っている
。
〈発明の詳細な説明〉 この発明による改良された非晶質の炭素質ダイヤモンド
様薄膜Ｉｆｉ、先に列挙した特質及び特性を有するほか
に、水素の含有量が非常に低く、約１原子係あるいはそ
れ以乍である点においても他の現在知られている炭素質
薄膜と異なる。従来技術の炭素質の薄膜は、約２５原子
チあるいはそｔ以上の水素を含んでいる。
この発明によるダイヤモンド様薄膜Ｆｉ、更に、圧縮応
力であれ引張応力であれ、応力が非常に低いという点に
おいても、従来技術の炭素質薄膜と異なる。従来技術の
薄膜がｌＯ″１ゲイン／ｃｄ程度の応力を呈す息のに対
して、この発明による薄膜は１０７〜１０　　ダイン／
ｄ程度の応力を呈する。これらの炭素質の薄膜の応力は
、その水素含有量に関係しておシ、その薄膜の水素の含
有量が低くなればその薄膜の応力もそれだけ低くなるも
のと考えられる。この発明による薄膜は、非常に応力が
低いために非常に付着力があシ、多種多様な基板に強固
に付着する。
この発明による炭素質のダイヤモンド様薄膜は、Ｈ２Ｓ
Ｏ４、ＨＦ　、　ＨＣｌ、及びＨＣｌ：ＨＮＯ３等の酸
と。
ＮａＯＨ、ＫＯＨ％ＲｂＯＨ及びＣｓＯＨ等のアルカリ
とに対して著しい耐性を持っている。
この発明の非晶質の炭素質ダイヤモンド様薄膜は、一対
の互に離れた、はぼ平行なカーボン電極、好ましくは超
高純度のカーボン電極を用い、被着室中で例えば、ｎ−
ブタンの−ようなアルカンを高周波プラズマ分解するハ
イブリッド（ｈｙｂｒｉｄ　）手や 法によって作ることができる。この発明のほとんの薄膜
は、ノルマルブタンを使用して被着形成したが１例えば
メタン、エタン、プロパン、ペンタン及びヘキサンのよ
うな他のアルカンを用いてこの発明の改良された炭素を
含有するダイヤモンド様の薄膜を作ることができる。
例えばステンレス鋼製の被着室Ｋｔｄ、一対の高純度カ
ーボン電極が垂直方向に間隔を置いて互いにほぼ平行に
配置されておシ、被覆されるべき基板が下側のカーボン
電極上に配置される。これら電極は、代表的には、約２
〜８ｃ１１、好ましくは、約２．５１の間隔を置いて配
置されている。被着室は１通常約１０トル程１度の極限
圧力まで排気した後ｓ　ｎ−ブタンのようなアルカンを
注入して約８ＸＩＯ−’）ルの圧力にする。その後、真
空装置を作動させて約２５〜１００ミリトルの圧力にす
る。圧力を安定させた後、高周波電力を一対の高純度カ
ーボン電極に供給する。下側の電極（基板ターゲラ））
ｔ’約０〜−１００ボルトにバイアスし、上側の電極は
約−’　２００〜−３５００ボルトにノ（イアスする。
このようにすると、高周波プラズマ分解が始まり、非晶
質の炭素質ダイヤモンド様薄膜が、約８Ａ／分〜約３５
λ／分の間の割合で基板上に被着されて、厚さが約５ミ
クロンの薄膜ができ上がる。
上記方法によって作られた薄膜は、非常に低い応力を有
する。この方法によって作られた薄膜の応力は、測定の
結果、約１０　〜１０　　ダイン／ｉの範囲内にあると
−とがわかった。先に述べたように、この応力には、圧
縮応力と引張シ応力とがある。
この手法によって作られる薄膜の応力は、圧縮あるいは
引張シ応力の如何んに係わらず、上側のカーボン電極に
供給される電位に依存することがわかった。
次に示す例は、この発明とこの発明による改良点とを詳
しく説明するために示したものであるが、この発明はこ
れらの例によって如何なる点においても限定されるちの
ではない。
例　　　１ この例においては、この発明の改良された炭素質ダイヤ
モンド様薄膜の被着のために、前記したｔうに、ステン
レス鋼製の被着室を準備した。この被着室に一対の超高
純度のカーボン電極を垂直方向に約６３の間隔を置いて
水平に配置し、被着シー 室をｎ−ブタンよシ約５０ミリトルの被着圧力で安定さ
せた。薄膜を被着するガラス基板を下側のカーボン電極
上に配置した。下側の電極（基板ターゲット）を−５０
ボルトの電位に維持し、上側の電極を一５００ボルトの
電位に維持した。
上述の条件下で、ｎ−ブタンの高周波プラズマ分解によ
って、薄膜がガラス基板上に毎分約１０人の割合で、約
１．４５　ミクロンの厚さに被着された。
このようにし・てできた薄膜の応力は、測定の結果約７
×ｌＯダイン／ｉの引張シ応力であることが確認された
。また、この薄膜の水素の含有量は、１．０原子係以下
であった。
上記と同様の実験で、上側の電極の電位を高くして、−
３００ボルトに維持し、一方、下側の電極（基板ターゲ
ット）の電位は一５０ボルトのままに。
維持すると、このような条件の下で毎分１０人の率で１
．５ミク゛ロンの厚さに被着した薄膜は圧縮応力を呈す
ることが確認された。この実験による薄膜の応力を測定
すると、約８×１０　ダイン／−の圧縮応力であった。
また、この薄膜の水素の含有蓋を測定すると、１原子係
以下であった。
また上記の実験と同じような一連の実験を行って、上記
と同様の改良されたに素質ダイヤモンド様薄膜が他の基
板に被着された。それらの基板には、例えばボリカーボ
１−ト樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン／
アクリル共重合体及びその他の樹脂のプラスチックの他
に、例えばステンレス鋼、モリブデン、タングステン及
びタンタルのような金属、色々なガラス、シリコン、二
酸化シリコン及び酸化アルミニウムが含まれる。
例　　　２ この例においても第１の例と同様に、一連の実験を行っ
て、この発明の改良された炭素質のダイヤモンド様の薄
膜を、上側の電極と下側の電極即ち基板ターゲットに種
々の電位を供給して被着した。これらの実験において用
いた電圧とそれによって得られた結″果を次の表に示す
。
上記の表に示された各薄膜の水素の含有量は。
測定の結果１．０原子優以下であった。
例　　　３ この例においては、多数の高品質プラスチック２ｏレン
ズを、例１で述べた同じ方法とステンレス鋼被着室を用
いて、この発明の改良された炭素質のダイヤモンド様の
薄膜で被覆した。被着室を排気シタ後、ノルマルブタン
を注入し、約８０ミリトルの被着圧力で安定させた。一
対の超高純度のカーボン電極を互に約２．５　ｆｆ離し
て配置し、下側の電極上に、被覆すべきプラスチックレ
ンズを置いた。
この下側電極（基板ターゲラ））ｉｊ−５０ボルトの電
位に維持し、上側電極１ｊ−２５００ボルトの電位に維
持した。この条件下で、薄膜がプラスチックレンズ上に
、約２５λ／分の率で１１００人の厚さに、高周波プラ
ズマ被着された。別のレンズでは、その両面をこの発明
の薄膜で被覆したが、その両面上の薄膜の厚さＩ／１１
１００人であった。第３番目のレンズでは、その片面だ
けを、１１．ｏｏｏ人の厚さのこの発明の薄膜で被覆し
た。全ての場合において、この例３の薄膜は、先に述べ
た例で作られた薄膜と同じように低い応力と低い水素含
有率を呈した。
さらに、これらの被覆されたプラスチックレンズの光学
的な特性（光吸収性、透過性及び反射性）は、はぼ同じ
レベルに維持され、また多くの場合。
これらの光学的な特性はレンズの表面に被着されたこの
発明の薄膜によって改良された。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　ダイヤモンドと同様の特性と１０１０ダイン
    ／　Ｃｊ以下の応力とを有する非晶質の炭素質薄膜。
JP18534882A 1981-10-21 1982-10-20 非晶質の炭素質薄膜の付着法 Expired - Lifetime JPH0699807B2 (ja)

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GB8131794 1981-10-21
GB8131794 1981-10-21
US34802182A 1982-02-11 1982-02-11
US348021 1982-02-11
US8131794 1982-02-11

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JPS5879807A true JPS5879807A (ja) 1983-05-13
JPH0699807B2 JPH0699807B2 (ja) 1994-12-07

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