JPS63239197A - 立方晶窒化ホウ素膜の製造方法 - Google Patents
立方晶窒化ホウ素膜の製造方法Info
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- JPS63239197A JPS63239197A JP7332187A JP7332187A JPS63239197A JP S63239197 A JPS63239197 A JP S63239197A JP 7332187 A JP7332187 A JP 7332187A JP 7332187 A JP7332187 A JP 7332187A JP S63239197 A JPS63239197 A JP S63239197A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、硬質、高熱伝導性、高電気絶縁性に浸れた立
方晶窒化ホウ素膜の製造方法に関する。
方晶窒化ホウ素膜の製造方法に関する。
［従来の技術とその問題点］
窒化ホウ素は、大別すると常圧で容易に合成される軟質
で潤滑性の優れた六方晶窒化ホウ素（以下ｈＢＮと記す
）と高温高圧で合成される硬質の立方晶窒化ホウ素（以
下ｃＢＮと記す）がある。
で潤滑性の優れた六方晶窒化ホウ素（以下ｈＢＮと記す
）と高温高圧で合成される硬質の立方晶窒化ホウ素（以
下ｃＢＮと記す）がある。
この内ｃ８Ｎは、ダイヤモンドに次いで高い硬度を有し
、また、高熱伝導性、高電気絶縁性を有するため、ｃＢ
Ｎを被ＮＩＩとして基材の表面に形成することが試みら
れている。
、また、高熱伝導性、高電気絶縁性を有するため、ｃＢ
Ｎを被ＮＩＩとして基材の表面に形成することが試みら
れている。
而して、従来、基材表面に窒化ホウ素被覆膜を形成する
方法としては、大別すると化学的蒸着法（ＣＶＤ、Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓ ｉ ｔ １ｏ
ｎ）によるものと物理的蒸着法（ＰＶＤｌＰｈｙｓｉｃ
ａｌ Ｖａｔ）Ｏｒｏｅｐｏｓ ｉ ｔ １ｏｎ）に
よるものがある。前者の方法には、ハロゲン化ホウ素ま
たはジボラン（Ｂ２ Ｈｓ ）と言ったホウ化物と窒素
またはアンモニアとの反応ガス中で行なうものがある。
方法としては、大別すると化学的蒸着法（ＣＶＤ、Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓ ｉ ｔ １ｏ
ｎ）によるものと物理的蒸着法（ＰＶＤｌＰｈｙｓｉｃ
ａｌ Ｖａｔ）Ｏｒｏｅｐｏｓ ｉ ｔ １ｏｎ）に
よるものがある。前者の方法には、ハロゲン化ホウ素ま
たはジボラン（Ｂ２ Ｈｓ ）と言ったホウ化物と窒素
またはアンモニアとの反応ガス中で行なうものがある。
しかしながら、この方法によるものでは、単なる熱的な
気相反応であるためｈＢＮからなる被覆膜しか形成でき
ない問題がある。
気相反応であるためｈＢＮからなる被覆膜しか形成でき
ない問題がある。
また、後者の方法には、イオンビーム蒸着法によるもの
がある。イオンビーム蒸着法よる窒化ホウ素被覆膜を形
成方法は、例えばカウフマン型イオン源を用いて次ぎの
ように行なう。先ず、真空容器内を予備排気して所定の
減圧状態にした後、ボラジン（８３Ｎ５Ｈｓ ）の蒸気
を導入する。次いで、タングステンフィラメントより放
出された電子をアノードに到達する前にボラジンの中性
粒子に衝突させイオン化させる。更にこれに磁界を印加
させてイオン化を効率的に行なう。このようにして得た
ボラジンイオンを加速器で加速しイオンビームを作り、
このイオンビームによってＢＮ膜を作る。しかしながら
、この方法によるものではｃＢＮの含有量が少ないため
、ｃＢＮの本来の硬さに比べて遥かに低い硬さのものに
なってしまう問題があった。
がある。イオンビーム蒸着法よる窒化ホウ素被覆膜を形
成方法は、例えばカウフマン型イオン源を用いて次ぎの
ように行なう。先ず、真空容器内を予備排気して所定の
減圧状態にした後、ボラジン（８３Ｎ５Ｈｓ ）の蒸気
を導入する。次いで、タングステンフィラメントより放
出された電子をアノードに到達する前にボラジンの中性
粒子に衝突させイオン化させる。更にこれに磁界を印加
させてイオン化を効率的に行なう。このようにして得た
ボラジンイオンを加速器で加速しイオンビームを作り、
このイオンビームによってＢＮ膜を作る。しかしながら
、この方法によるものではｃＢＮの含有量が少ないため
、ｃＢＮの本来の硬さに比べて遥かに低い硬さのものに
なってしまう問題があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、硬質
、高熱伝導性、高電気絶縁性に優れた立方晶窒化ホウ素
膜を極めて容易に得ることができる立方晶窒化ホウ素膜
の製造方法を提供するものである。
、高熱伝導性、高電気絶縁性に優れた立方晶窒化ホウ素
膜を極めて容易に得ることができる立方晶窒化ホウ素膜
の製造方法を提供するものである。
［問題点を解決する−ための手段］
本発明は、基材を収容した反応室内に、水素化ホウ素又
はホウ素を含む化合物と窒素又は窒素を含む原料ガスを
主成分とする混合ガスを導入し、次いで、前記反応室内
に電子サイクロトロン共鳴プラズマを発生させ、かつ、
前記基材にバイアス電圧を印加することを特徴とする立
方晶窒化ホウ素膜の製造方法である。
はホウ素を含む化合物と窒素又は窒素を含む原料ガスを
主成分とする混合ガスを導入し、次いで、前記反応室内
に電子サイクロトロン共鳴プラズマを発生させ、かつ、
前記基材にバイアス電圧を印加することを特徴とする立
方晶窒化ホウ素膜の製造方法である。
［作用１
本発明にかかる立方晶窒化ホウ素膜の製造方法によれば
、反応室内に高純度で分解率の高い材料ガスの電子サイ
クロトロン共鳴プラズマを作り、高速度で基材上に堆積
させる。その結果、硬質、高熱伝導性、高電気絶縁性に
優れた立方晶窒化ホウ素膜を極めて容易に得ることがで
きる。
、反応室内に高純度で分解率の高い材料ガスの電子サイ
クロトロン共鳴プラズマを作り、高速度で基材上に堆積
させる。その結果、硬質、高熱伝導性、高電気絶縁性に
優れた立方晶窒化ホウ素膜を極めて容易に得ることがで
きる。
［実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は、本発明の実施例を示す説明図である。
図中１は、ガス導入管２を有する反応室である。
反応室１の一端部には真空室３が接続され、他端部には
導波管４が接続されている。また、反応室１及びガス導
入管２を囲む用にして磁界印加用コイル５が設けられて
いる。真空室３内には、その側端部から反応室１に向か
って基材ホルダ６が突出している。基材ホルダ６の先端
部には、被処理体の基材７が取付けられるようになって
いる。基材ホルダ６には、ヒータＮ源８に接続したヒー
タ９が内蔵されている。また、真空室３内には、高周波
電極１０が基材ホルダ６に対向して設けられている。高
周波電極１０は、マツチングボックス１１を介して高周
波？［源１２に接続されている。
導波管４が接続されている。また、反応室１及びガス導
入管２を囲む用にして磁界印加用コイル５が設けられて
いる。真空室３内には、その側端部から反応室１に向か
って基材ホルダ６が突出している。基材ホルダ６の先端
部には、被処理体の基材７が取付けられるようになって
いる。基材ホルダ６には、ヒータＮ源８に接続したヒー
タ９が内蔵されている。また、真空室３内には、高周波
電極１０が基材ホルダ６に対向して設けられている。高
周波電極１０は、マツチングボックス１１を介して高周
波？［源１２に接続されている。
なお、同図中１３は、真空室３に取付けられた真空ゲー
ジである。
ジである。
而して、上）ホのように構成した反応装置を用して基材
７上にｃＢＮＩｌ！を形成する。先ず、Ｓｉウェハから
なる基材７を基材ホルダ６に取付ける。
７上にｃＢＮＩｌ！を形成する。先ず、Ｓｉウェハから
なる基材７を基材ホルダ６に取付ける。
次に、反応ｖ１及び真空室３内を１０− Ｂｔｏｒｒ以
下の減圧状態になるように予備排気したのち、ガス導入
管２から内部にＢ２Ｎ５（Ａｒベース１０％） を１０
ＳＣＧＭＳＮ２ ガス４ｓｃｃＭ（７）ＩＩＩで導入し
、内部圧力を２．７ｘ１０’ｔｏｒｒに維持する。
下の減圧状態になるように予備排気したのち、ガス導入
管２から内部にＢ２Ｎ５（Ａｒベース１０％） を１０
ＳＣＧＭＳＮ２ ガス４ｓｃｃＭ（７）ＩＩＩで導入し
、内部圧力を２．７ｘ１０’ｔｏｒｒに維持する。
次いで、基材７の温度が３５０℃になるようにヒータ９
で加熱する。
で加熱する。
次に、磁界印加用コイル５により反応室１内に磁界を印
加しマイクロ波＜２．４５ＧＨ２）を、導波管４を介し
て反応室１に導入し電子サイクロトン共鳴プラズマを発
生させる。また、基材ホルダ６には、高周波電源１２に
より高周波電力（１３，５６ＭＨ２）を印加し、セルフ
バイアス（−２５０Ｖ）を発生させる。このようにして
基材７上に厚さ０．１μｍのＧＢＮＩＩ！を形成する。
加しマイクロ波＜２．４５ＧＨ２）を、導波管４を介し
て反応室１に導入し電子サイクロトン共鳴プラズマを発
生させる。また、基材ホルダ６には、高周波電源１２に
より高周波電力（１３，５６ＭＨ２）を印加し、セルフ
バイアス（−２５０Ｖ）を発生させる。このようにして
基材７上に厚さ０．１μｍのＧＢＮＩＩ！を形成する。
以上のようにして得たＣＢＮＩの橘端紫外光による反射
スペクトルを測定したところ第２図に特性線ｌにて示す
通りであった。なお、同図中特性線■は、高圧高温法に
より作製したＣＢＮ膜の反射スペクトルを示している。
スペクトルを測定したところ第２図に特性線ｌにて示す
通りであった。なお、同図中特性線■は、高圧高温法に
より作製したＣＢＮ膜の反射スペクトルを示している。
同図から明らかなように夫々の反射スペクトルは極めて
良く類似しており、実施例で得られたｃＢＮＩＩが浸れ
た品質を有するものであることが良く分る。なお、基材
７の温度を２５０℃にした場合にも同様のＣＢＮ膜を得
ることができた。すなわち、実施例で得られたｃＢＮ膜
は、高い硬度を有し、切削工具や耐摩耗用品に適用する
ことができ、また、高電気絶縁、高熱伝導性を示すこと
から所謂エレクトロニクス材料に適用できることが確認
された。
良く類似しており、実施例で得られたｃＢＮＩＩが浸れ
た品質を有するものであることが良く分る。なお、基材
７の温度を２５０℃にした場合にも同様のＣＢＮ膜を得
ることができた。すなわち、実施例で得られたｃＢＮ膜
は、高い硬度を有し、切削工具や耐摩耗用品に適用する
ことができ、また、高電気絶縁、高熱伝導性を示すこと
から所謂エレクトロニクス材料に適用できることが確認
された。
なお、ＣＢＮ膜の形成には、反応時の真空度とバイアス
電圧が本質的に係わっており、ＥＰＲプラズマ（電子サ
イクロトロン共鳴プラズマ）は高速堆積に寄与している
ものと思われる。
電圧が本質的に係わっており、ＥＰＲプラズマ（電子サ
イクロトロン共鳴プラズマ）は高速堆積に寄与している
ものと思われる。
［発明の効果］
以上説明した如く、本発明にかかる立方晶窒化ホウ素膜
の製造方法によれば、硬質、高熱伝導性、高電気絶縁性
に優れた立方晶窒化ホウ素膜を穫めて容易に得ることが
できるものである。
の製造方法によれば、硬質、高熱伝導性、高電気絶縁性
に優れた立方晶窒化ホウ素膜を穫めて容易に得ることが
できるものである。
第１図は、本発明の実施例を示す説明図、第２図は、反
射率と光エネルギーの関係を示す特性図である。 １・・・反応室 ２・・・ガス導入管 ３・・・真空至
４・・・導波管 ５・・・磁界印加用コイル ６・・・
基材ホルダ ７・・・基板 ８・・・ヒータ電源 ９・
・・ヒータ１０・・・高′加波電極 １１・・・マツチ
ングボックス１２・・・高周波１ｉ５１！１３・・・真
空ゲージ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 枢易井 手続補正書 ＋１ＵｆＯＪ’ｌｆ２’１３
射率と光エネルギーの関係を示す特性図である。 １・・・反応室 ２・・・ガス導入管 ３・・・真空至
４・・・導波管 ５・・・磁界印加用コイル ６・・・
基材ホルダ ７・・・基板 ８・・・ヒータ電源 ９・
・・ヒータ１０・・・高′加波電極 １１・・・マツチ
ングボックス１２・・・高周波１ｉ５１！１３・・・真
空ゲージ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 枢易井 手続補正書 ＋１ＵｆＯＪ’ｌｆ２’１３
Claims (1)
- 基材を収容した反応室内に、水素化ホウ素又はホウ素を
含む化合物と窒素又は窒素を含む原料ガスを主成分とす
る混合ガスを導入し、次いで、前記反応室内に電子サイ
クロトロン共鳴プラズマを発生させ、かつ、前記基材に
バイアス電圧を印加することを特徴とする立方晶窒化ホ
ウ素膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7332187A JP2680574B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 立方晶窒化ホウ素膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7332187A JP2680574B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 立方晶窒化ホウ素膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63239197A true JPS63239197A (ja) | 1988-10-05 |
| JP2680574B2 JP2680574B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=13514789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7332187A Expired - Fee Related JP2680574B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 立方晶窒化ホウ素膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2680574B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5597625A (en) * | 1993-02-10 | 1997-01-28 | California Institute Of Technology | Low pressure growth of cubic boron nitride films |
| US5629053A (en) * | 1990-04-06 | 1997-05-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for manufacturing microcrystalline cubic boron-nitride-layers |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP7332187A patent/JP2680574B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5629053A (en) * | 1990-04-06 | 1997-05-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for manufacturing microcrystalline cubic boron-nitride-layers |
| US5597625A (en) * | 1993-02-10 | 1997-01-28 | California Institute Of Technology | Low pressure growth of cubic boron nitride films |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2680574B2 (ja) | 1997-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |