JPS6293366A - 窒化ホウ素膜の作製方法 - Google Patents
窒化ホウ素膜の作製方法Info
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- JPS6293366A JPS6293366A JP23434085A JP23434085A JPS6293366A JP S6293366 A JPS6293366 A JP S6293366A JP 23434085 A JP23434085 A JP 23434085A JP 23434085 A JP23434085 A JP 23434085A JP S6293366 A JPS6293366 A JP S6293366A
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- boron nitride
- nitride film
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- boron
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、窒化ホウ素膜、特に立方晶系窒化ホウ素の
結晶粒を含む高硬度の窒化ホウ素膜を作製する方法に関
する。
結晶粒を含む高硬度の窒化ホウ素膜を作製する方法に関
する。
窒化ホウ素膜を作製する従来の方法としては、■基板に
金属ホウ素を蒸着させるに当り、蒸発物の一部を窒素ガ
ス雰囲気中でイオン化してこれに電界によりエネルギー
を与え、これをイオン化されなかった他の蒸発物と共に
基板上に堆積させるイオンブレーティング法、■ホウ素
系及び窒素系の気体分子をチアンバー内で熱励起等の手
段を用いて分解、活性化し、これを基板」−に堆積さ・
１！るＣＶＤ法等がある。
金属ホウ素を蒸着させるに当り、蒸発物の一部を窒素ガ
ス雰囲気中でイオン化してこれに電界によりエネルギー
を与え、これをイオン化されなかった他の蒸発物と共に
基板上に堆積させるイオンブレーティング法、■ホウ素
系及び窒素系の気体分子をチアンバー内で熱励起等の手
段を用いて分解、活性化し、これを基板」−に堆積さ・
１！るＣＶＤ法等がある。
しかしながら、イオンブレーティング法、ＣＶＤ法等の
従来の方法では、作製した窒化ホウ素膜内に立方晶系窒
化ホウ素の結晶粒が含まれないことが知られており、そ
のため従来の方法で（Ｊ高硬度の窒化ホウ素膜が得られ
ないという問題があった。
従来の方法では、作製した窒化ホウ素膜内に立方晶系窒
化ホウ素の結晶粒が含まれないことが知られており、そ
のため従来の方法で（Ｊ高硬度の窒化ホウ素膜が得られ
ないという問題があった。
そこでこの発明は、立方晶系窒化ホウ素の結晶粒を含む
高硬度の窒化ホウ素膜の作製方法を堤供することを目的
とする。
高硬度の窒化ホウ素膜の作製方法を堤供することを目的
とする。
この発明の窒化ホウ素膜の作製方法は、真空中で基板に
対してホウ素の蒸着と窒素イオンの照射を同時に行い、
かつその際の窒素イオンのエネルギーを０．５〜５Ｋｅ
Ｖの範囲内とすることを特徴とする。
対してホウ素の蒸着と窒素イオンの照射を同時に行い、
かつその際の窒素イオンのエネルギーを０．５〜５Ｋｅ
Ｖの範囲内とすることを特徴とする。
上記条件下で製膜することにより、立方晶系窒化ホウ素
の結晶粒を含む高硬度の窒化ホウ素膜であって、しかも
膜表面が平滑な良質の窒化ホウ素膜が得られた。
の結晶粒を含む高硬度の窒化ホウ素膜であって、しかも
膜表面が平滑な良質の窒化ホウ素膜が得られた。
図面は、この発明に係る窒化ホウ素膜の作製方法を実施
する装置の一例を示す概略図である。真空容器（図示省
略）内に、ホルダ１に取り付けられて基板（例えばシリ
コン基板）２が収納されており、当該基板２に向けて蒸
発源４およびイオン源７が配置されている。蒸発源４は
例えば電子ビーム蒸発源であり、蒸発材料としてホウ素
金属５を有しており、それからのホウ素（ホウ素蒸気）
６を基板２上に蒸着させる。イオン源７は例えばいわゆ
るバケット型イオン源であり、供給された窒素ガスＧを
イオン化して均一で大面積の窒素イオン８を基板２に向
けて照射することができる。
する装置の一例を示す概略図である。真空容器（図示省
略）内に、ホルダ１に取り付けられて基板（例えばシリ
コン基板）２が収納されており、当該基板２に向けて蒸
発源４およびイオン源７が配置されている。蒸発源４は
例えば電子ビーム蒸発源であり、蒸発材料としてホウ素
金属５を有しており、それからのホウ素（ホウ素蒸気）
６を基板２上に蒸着させる。イオン源７は例えばいわゆ
るバケット型イオン源であり、供給された窒素ガスＧを
イオン化して均一で大面積の窒素イオン８を基板２に向
けて照射することができる。
尚、９は基板２上に作製される窒化ホウ素膜３の膜厚モ
ニタである。
ニタである。
膜作製に際しては、真空容器内を例えば１０−フＴｏ
ｒ ｒ程度にまで排気した後、蒸発源４がらのホウ素６
を基ＪＪｊ ２−１−に蒸着させると同時に、イオン源
７からの窒素イオン８を７１（板２＋に照射する。
ｒ ｒ程度にまで排気した後、蒸発源４がらのホウ素６
を基ＪＪｊ ２−１−に蒸着させると同時に、イオン源
７からの窒素イオン８を７１（板２＋に照射する。
その際、必要に応じてホルダ１に冷却水等の冷却媒体Ｗ
を供給して基板２を冷却する。
を供給して基板２を冷却する。
上記の場合の窒素イオン８のエネルギ一番よ、０゜５〜
５ＫｅＶの範囲内の低エネルギーとする。これは、実験
結果によると、０．５に６７未満では窒化ホウ素膜３は
作製されず、逆に５ＫｅＶを越えると、窒化ホウ素膜３
が作製されても窒素イオン８のスパッタ作用により平滑
な膜面が得られない上共に、当該窒化ホウ素ｎり３内部
に欠陥部等の損傷部が多くなって良質の窒化ホウ素膜３
が得られないからである。
５ＫｅＶの範囲内の低エネルギーとする。これは、実験
結果によると、０．５に６７未満では窒化ホウ素膜３は
作製されず、逆に５ＫｅＶを越えると、窒化ホウ素膜３
が作製されても窒素イオン８のスパッタ作用により平滑
な膜面が得られない上共に、当該窒化ホウ素ｎり３内部
に欠陥部等の損傷部が多くなって良質の窒化ホウ素膜３
が得られないからである。
また、膜作製時には、基板２へ蒸着させるホウ素Ｂと基
板２へ照射する窒素イオンＮとのｔζを７比（組成比）
Ｂ／Ｎを適切な値、例えば０．７〜２゜０程度の範囲内
に選ぶのが好ましい。
板２へ照射する窒素イオンＮとのｔζを７比（組成比）
Ｂ／Ｎを適切な値、例えば０．７〜２゜０程度の範囲内
に選ぶのが好ましい。
上記のような製膜方法の特徴を列挙すれば次のとおりで
ある。
ある。
■低エネルギーの窒素イオン８を用いても、立方晶系窒
化ホウ素結晶粒を含む高硬度の、例えば通常の立方晶系
窒化ホウ素の硬度と同程度の硬度を有する窒化ホウ素膜
３が得られる。
化ホウ素結晶粒を含む高硬度の、例えば通常の立方晶系
窒化ホウ素の硬度と同程度の硬度を有する窒化ホウ素膜
３が得られる。
■低エネルギーの窒素イオン８を用いるため、膜表面が
非常に平滑であり、しかも膜内部に欠陥部等の損傷部の
少ない良質の窒化ホウ素膜３が得られる。
非常に平滑であり、しかも膜内部に欠陥部等の損傷部の
少ない良質の窒化ホウ素膜３が得られる。
■低エネルギーの窒素イオン８を用いるため、イオン源
７が低コストになると共に、イオン源７を含めた各種機
器の操作、取扱い等も容易になる。
７が低コストになると共に、イオン源７を含めた各種機
器の操作、取扱い等も容易になる。
■イオン源７としてこの実施例のようにパケット型のイ
オン源を用いると、均一で大面積の窒素イオン８が得ら
れるため、窒化ホウ素膜３内の組成がより均一となる。
オン源を用いると、均一で大面積の窒素イオン８が得ら
れるため、窒化ホウ素膜３内の組成がより均一となる。
■ホウ素蒸着と窒素イオン照射の個々の処理条件の調整
が可能であるため、膜作製時の組成比Ｂ／Ｎに対する制
御性が良い。
が可能であるため、膜作製時の組成比Ｂ／Ｎに対する制
御性が良い。
次により具体例を示す。シリコン基板を室温に保持した
状態で、窒素イオン（３Ｋｅ■、１５ｍＡ）の照射とホ
ウ素蒸着（蒸発材料として９９゜５％金属ホウ素使用、
蒸着速度約１大／５ｅｃ）を同時に行い、基板上に窒化
ホウ素膜を約１１ｔｔｎ ｌｉ積させた。その際の組成
比Ｒ／Ｎは約１．１であった。
状態で、窒素イオン（３Ｋｅ■、１５ｍＡ）の照射とホ
ウ素蒸着（蒸発材料として９９゜５％金属ホウ素使用、
蒸着速度約１大／５ｅｃ）を同時に行い、基板上に窒化
ホウ素膜を約１１ｔｔｎ ｌｉ積させた。その際の組成
比Ｒ／Ｎは約１．１であった。
上記窒化ホウ素膜においては、ｌＯｇの荷重に対してビ
ッカース硬度＋（ｖ＝ ４７３０ （ｋｇ／ｍｍ”）が
得られた。らなみにこの場合は膜厚が約１＃ｒｎである
ためシリコン基＃ｉｎｔ、〜２０００）の影響を非常に
大きく受けているにも拘らず、その基板の２倍以、にも
の硬度が得られており、」二記窒化ホウ素膜自身の硬度
は、１ｆｔｌ常の立方晶系窒化ホウ素の硬度（ＨＶ＃８
０００）と同程度であると思われる。この膜の赤外線吸
収スペクトルを測定した結果、１１．００ｃｒ’付近に
立方晶系窒化ホウ素の示す吸収が認められた。また、−
ヒ記窒化ホう素膜を一万倍程度の顕微鏡観察したところ
、表面での凹凸は殆ど観られなかった。
ッカース硬度＋（ｖ＝ ４７３０ （ｋｇ／ｍｍ”）が
得られた。らなみにこの場合は膜厚が約１＃ｒｎである
ためシリコン基＃ｉｎｔ、〜２０００）の影響を非常に
大きく受けているにも拘らず、その基板の２倍以、にも
の硬度が得られており、」二記窒化ホウ素膜自身の硬度
は、１ｆｔｌ常の立方晶系窒化ホウ素の硬度（ＨＶ＃８
０００）と同程度であると思われる。この膜の赤外線吸
収スペクトルを測定した結果、１１．００ｃｒ’付近に
立方晶系窒化ホウ素の示す吸収が認められた。また、−
ヒ記窒化ホう素膜を一万倍程度の顕微鏡観察したところ
、表面での凹凸は殆ど観られなかった。
以上のようにこの発明によれば、立方品系窒化ホウ素の
結晶粒を含む高硬度の窒化ホウ素膜であって、しかも膜
内部に欠陥部等の損傷部の少ない良質の窒化ホウ素膜が
得られる。
結晶粒を含む高硬度の窒化ホウ素膜であって、しかも膜
内部に欠陥部等の損傷部の少ない良質の窒化ホウ素膜が
得られる。
図面は、この発明に係る窒化ホウ素膜の作製方法を実施
する装置の一例を示す概略図である。 ２０．・基板、３・・・窒化ホウ素膜、４・・・蒸発源
、６・・・ホウ素、７・・・イオン源、８・・・窒素イ
オン
する装置の一例を示す概略図である。 ２０．・基板、３・・・窒化ホウ素膜、４・・・蒸発源
、６・・・ホウ素、７・・・イオン源、８・・・窒素イ
オン
Claims (1)
- （１）真空中で基板に対してホウ素の蒸着と窒素イオン
の照射を同時に行い、かつその際の窒素イオンのエネル
ギーを０．５〜５ＫｅＶの範囲内とすることを特徴とす
る窒化ホウ素膜の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234340A JP2603919B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 立方晶系窒化ホウ素の結晶粒を含む窒化ホウ素膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234340A JP2603919B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 立方晶系窒化ホウ素の結晶粒を含む窒化ホウ素膜の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6293366A true JPS6293366A (ja) | 1987-04-28 |
| JP2603919B2 JP2603919B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=16969451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60234340A Expired - Lifetime JP2603919B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 立方晶系窒化ホウ素の結晶粒を含む窒化ホウ素膜の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2603919B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03285062A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-16 | Nissin Electric Co Ltd | 窒化ホウ素薄膜被覆基体とその製造方法 |
| JPH04124258A (ja) * | 1990-09-12 | 1992-04-24 | Nissin Electric Co Ltd | 窒化ホウ素薄膜の形成方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6063372A (ja) * | 1983-09-19 | 1985-04-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 高硬度窒化ホウ素薄膜の製造方法 |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60234340A patent/JP2603919B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6063372A (ja) * | 1983-09-19 | 1985-04-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 高硬度窒化ホウ素薄膜の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03285062A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-16 | Nissin Electric Co Ltd | 窒化ホウ素薄膜被覆基体とその製造方法 |
| JPH04124258A (ja) * | 1990-09-12 | 1992-04-24 | Nissin Electric Co Ltd | 窒化ホウ素薄膜の形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2603919B2 (ja) | 1997-04-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |