KR100583262B1 - 플라즈마 붕화 처리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 붕소 분배제를 함유한 가스 매체를 반응기(10)에 공급하여 그 반응기(10) 중에서 글로 방전을 일으키는 방식으로 플라즈마 붕화 처리에 의해 표면 상에 붕화물 층을 형성하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 예컨대 금속 표면을 그 대상으로 하는 공지의 플라즈마 붕화 처리 방법은 세공이 없는 붕화물 층을 유도하지 못하여 공업적인 대량 생산 용도에 적합하지 않다는 단점을 수반한다. 본 발명에 따른 방법은 반응기(10)의 처리실(11) 중에 발생되는 플라즈마의 생성 파라미터를 플라즈마 중에 높은 비율의 여기 붕소 입자가 얻어지도록 선택해야 한다는 인식을 기초로 하고 있다. 그와 같이 함으로써 세공이 없는 붕화물 층이 유도된다. 본 발명에 따른 방법은 예컨대 기어, 캠샤프트 등과 같이 높은 응력에 노출됨으로 인해 내마모성이 높은 표면을 구비해야 하는 부품을 코팅하는 데 적합하다. 붕화물 층의 형성에 영향을 미칠 수 있는 방법 파라미터는 예컨대 전압, 펄스 점유율, 주파수, 온도, 플라즈마 생성 시의 압력 및 반응기(10)에 공급되는 가스 매체의 붕소 분배제와 잔여 성분의 함량을 포함할 수 있다.

Description

플라즈마 붕화 처리 방법 및 장치{PLASMA BORONIZING}

본 발명은, 붕소 분배제를 함유한 가스 매체를 반응기에 공급하여, 그 반응기 내에서 글로 방전(glow discharge)을 일으키는 방식의 플라즈마 붕화 처리에 의해 표면 상에 붕화물 층을 형성하는 방법 및 그 방법에 사용하기에 적합한 장치에 관한 것이다.

열화학적 처리법에 속하는 붕화 처리에 의하여, 바람직하게는 마찰성 및 점착성의 큰 마모 응력에 대한 탁월한 보호를 제공하는 내마모성 표면층을 금속 부품에 형성할 수 있다. 이제까지, 산업적으로 사용되는 붕화 처리 방법은, 예컨대 분말 또는 페이스트 형태의 고체 붕소 분배제(dispenser)를 이용하여 작업하는 것이 일반적이다. 그러나, 그러한 방법은, 붕화물의 발생이 특정 용례로 제한되며, 동등한 수준의 내마모성을 수반하는 대체 처리가 존재하지 않는다는 일련의 단점을 갖는다. 그러한 단점으로는, 예컨대 부품의 취급에 높은 수작업 비용이 소요된다는 것을 들 수 있다. 즉, 부품을 분말 중에 넣거나 붕화 처리 페이스트를 도포한 후에 붕소 분배제의 잔류물을 제거해야만 한다. 붕소 분배제의 잔류물은 환경적인 이유로 적절한 폐기물 처리장에서 폐기되어야 한다. 그러한 공지의 방법은 종종 제어될 수 없거나, 불충분하게만 제어될 수 있을 뿐이다. 그러한 방법의 자동화는 불가능하다.

이에 따라, 붕소 분배제를 함유한 가스 매체를 반응기에 공급하여, 그 반응기 내에서 글로 방전을 일으키는 방식의 플라즈마 붕화 처리에 의해 표면 상에 붕화물 층을 형성하는 방법이 개발되었다. 그러한 방법은 예컨대 DE 196 02 639 A1에 공지되어 있다. 이 특허는, 예컨대 금속 표면을 플라즈마 붕화 처리할 때에 적지 않은 비율의 층에 세공이 형성된다는 문제점을 이미 언급하고 있다. 이 문제점은 붕화 처리된 표면의 내마모성에 악영향을 미친다. 아울러, 전술한 특허에 개시되어 있는 바와 같이, 그러한 플라즈마 붕화 처리 방법은 산업적인 대량 생산 용례로 발전될 수 없다.

도 1은 플라즈마 붕화 처리에 의해 표면 상에 붕화물 층을 형성하는 본 발명에 따른 장치를 단순화한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 방법에 사용되는 펄스화된 직류에서의 시간에 따른 전압 변동에 해당하는 그래프.

본 발명의 목적은, 세공이 없는 붕화 처리된 표면을 확실히 제공하여 산업적인 대량 생산 용례에 적합한 서두에 전제된 방법을 제공하는 것이다.

그러한 목적은 독립 청구항 1 내지 4의 특징부에 기재된 사항을 특징으로 하는 서두에 전제된 방법에 의해 달성된다.

또한, 본 발명은, 붕소 분배제를 함유한 가스 매체가 공급되고 글로 방전이 일어나는 처리실이 마련된 반응기를 구비하며, 플라즈마 붕화 처리에 의해 표면 상에 붕화물 층을 형성하는 장치에 관한 것이다. 그러한 장치는 전술한 본 발명에 따른 방법의 각종의 실시예를 실시하는 데 적합한 것인데, 이 장치에 관해서는 후술하기로 한다.

우선, 본 발명에 따른 방법의 각종의 선택적 실시예에 관해 설명하기로 한다. 광범위한 연구를 통하여, 플라즈마 붕화 처리 시에 반응기의 처리실 내에서 발생되는 플라즈마의 생성은 근본적으로 파라미터의 선택 여하에 크게 좌우됨을 확인할 수 있었다. 놀랍게도, 그러한 파라미터는 플라즈마 중의 여기 붕소 입자의 비율이 증대되도록 선택되는 것이 바람직하다는 것을 확인하였다. 플라즈마 중의 여기 붕소 입자의 비율이 증대되면, 세공이 없는 층이 형성된다. 이것은 본 발명의 방법에 대한 개발 작업 도중에, 예컨대 광학적 방출 분광법 또는 플라즈마 분석에 의해 입증될 수 있었다. 그 반면에, 플라즈마 중의 여기 BCl 입자의 비율이 증가될 경우에는, 전술한 이유 때문에 회피되어야 하는 세공이 많은 층이 형성된다. 연구 도중에, 본 발명자는 플라즈마의 생성과 관련한 것뿐만 아니라 반응기에 공급되는 가스 매체 중에 함유된 개개의 성분과 관련된 각종의 파라미터가 여기 붕소 입자의 원하는 함량에 영향을 미칠 수 있음을 확인할 수 있었다. 세공이 없는 원하는 층을 얻기 위해서는, 플라즈마 중의 여기 붕소를 일정한 임계치로 얻는 것이 중요하다.

본 발명에 따른 플라즈마 붕화 처리 방법의 일실시예의 범위에서는 펄스형 직류 전압으로 글로 방전을 일으키는 것이 바람직하다. 그와 같이 할 경우, 뜻밖에도 전압 펄스 시간의 길이와 후속 펄스 휴지 시간의 길이의 비율로 정의되는 펄스 점유율(pulse-duty factor)에 따라서 원하는 함량의 여기 붕소 입자를 생성할 수 있으며, 그에 따라 원하는 방향으로 플라즈마 생성 방법을 제어할 수 있다는 것을 알았다. 본 발명에 따른 방법의 일실시예에 의하면, 그러한 펄스 점유율은 1.1보다 더 커야 하고, 바람직하게는 1.25:1 내지 5:1의 범위, 더욱 바람직하게는 1.5:1 내지 3.5:1의 범위에 있어야 한다. 또한, 주기 시간, 즉 전압 펄스 및 펄스 휴지의 시간은 약 230 ㎲ 미만, 특히 ≥50 ㎲인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 방법의 일실시예에서는, 주기 시간이 약 230 ㎲ 미만이자 50 ㎲를 초과하는 것, 예컨대 약 210 ㎲인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 방법의 일실시예에 의하면, 글로 방전을 일으키는 펄스화된 직류 전압을 위해 인가되는 전압은 약 500 볼트 내지 약 1000 볼트, 바람직하게는 약 600 볼트 내지 약 900 볼트, 더욱 바람직하게는 약 650 볼트 내지 약 800 볼트인 것이 좋다. 또한, 고전압으로 작업할 때에는, 보다 더 긴 펄스 휴지 기간을 사용하는 것이 바람직하다는 것을 알았다. 그러나, 저전압을 인가하는 경우라도, 전술한 전압 범위 내에서는 바람직하게도 양호한 결과를 얻을 수 있는데, 이 경우에는 반응기에 공급되는 가스 매체 중의 각 성분의 조성도 역시 결과에 영향을 미칠 수 있다.

본 발명에 따른 방법에 있어서는, 반응기에 공급되는 가스 매체의 제1 성분으로서, 예컨대 삼염화붕소 또는 삼불화붕소와 같은 삼할로겐화붕소 형태의 붕소 분배제를 사용하는 것이 바람직하다. 가스 매체의 제2 성분으로서는 가스 상태의 수소를 사용하는 것이 바람직하고, 경우에 따라서는 예컨대 아르곤과 같은 불활성 가스를 가스 매체의 제3 성분으로서 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 방법의 범위 내에서는 저전압을 사용할 경우라 할지라도 아르곤을 제3 성분으로서 사용하면 양호한 붕화물 층을 형성할 수 있음을 알아냈다.

공급되는 가스 매체 중의 붕소 분배제로서의 삼할로겐화붕소의 함량은 전반적으로 본 발명에 따른 방법의 결과에 영향을 미친다. 삼할로겐화붕소의 함량은 지나치게 낮아서는 안되고, 통상 1 체적% 미만으로 되지 않아야 하는데, 그 이유는 그와 같이 될 경우에는 일반적으로 적합한 붕화물 층이 얻어지지 않기 때문이다. 본 발명에 따른 방법의 일실시예의 범위에서는 삼할로겐화붕소의 함량이 약 2 체적% 내지 50 체적%의 범위 내로 있는 것이 바람직한데, 다만 함량이 높은 경우에는 비교적 많은 삼할로겐화붕소가 누출되는 것에 주의해야 한다. 그와 같이 누출된 삼할로겐화붕소는 반응기의 배기 가스에서 다시 발견되고, 이로 인하여 배기 가스를 폐기 처리하거나 정화하는 데 많은 비용이 소요되기도 한다. 본 발명에 따른 방법의 범위에서는, 바람직하게는 삼할로겐화붕소의 함량이 약 2 체적% 내지 10 체적% 범위, 예컨대 약 7.5 체적%인 상태로 작업할 경우에 매우 양호한 결과가 얻어진다. 본 발명에 따른 방법의 범위에서 불활성 가스를 가스 매체의 제3 성분으로서 사용할 경우, 예컨대 아르곤과 같은 불활성 가스의 함량은 약 0 체적% 내지 약 20 체적%의 범위 내로 있는 것이 바람직하다. 제2 성분으로서는 삼할로겐화붕소 및 불활성 가스의 양방에 대한 전술한 바람직한 범위로부터 주어지는 가스 매체의 잔여 함량에 해당하는 양으로 가스 상태의 수소를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 방법에서는 예컨대 약 0.5 내지 약 15 hPa, 바람직하게는 약 1 내지 10 hPa의 범위와 같은 저압 범위에서 작업하는 것이 바람직하다.

목적으로 한 효과를 얻기 위해 원하는 파라미터를 조절하는 것은, 예컨대 플라즈마 중의 여기 붕소 입자의 비율을 분석에 의해 결정한 후에, 전압, 펄스 점유율, 주파수, 온도 및 압력 등과 같이 글로 방전의 발생을 위한 하나 이상의 방법 파라미터를 상응하게 변경하는 방식으로 실시될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 일실시예에 따르면, 붕화물 층은 복수의 단계에 의해 형성될 수 있는데, 그 경우에 예컨대 제1 단계에서는 낮은 처리 온도에서 작업을 하여 세공 형성의 요인이 되는 플라즈마 중의 할로겐화물 생성을 억제한다. 이와 같이 하면, 제1 방법 단계에서는 부식에 대한 내성이 있는 얇지만 폐쇄된 붕화물 층이 먼저 형성된다. 이어서, 제2 처리 단계에서는 처리 온도를 상승시켜 붕소 입자의 확산 및 그에 따른 두꺼운 층의 형성을 촉진시킨다. 그러한 두 단계 또는 그 이상의 복수 단계의 처리에서 예컨대 이 경우에서의 처리 온도와 같은 하나의 파라미터를 변경할지라도, 잔여 파라미터는 플라즈마 중에 높은 함량의 여기 붕소 입자가 얻어져서 붕화물의 생성을 촉진하고 부식을 회피하도록 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 범위에서는, 플라즈마에 의해 조절될 수 있는 전류가 전반적으로 상당한 영향을 미치는 것으로 판명되었다. 처리 분위기 중에 존재하는 염소 종에 기인한 층의 특성에 미치는 영향 및 세공 형성의 억제와, 붕화물 생성의 촉진은 상호 경합하는 2개의 반응으로서 전류 및 기타의 플라즈마 파라미터에 의해 결정된다. 펄스 점유율 및 가스 조성에 따라 규정된 대로 조절될 수 있는 전압에 의해 높은 입자 밀도의 붕소를 생성하는 종에 그 특징이 있는 플라즈마 상태가 얻어지므로, 붕화물의 생성이 양호하게 진행된다. 플라즈마 상태의 분석은 예컨대 광학적 방출 분광법에 의해 이루어질 수 있다. 그러한 분석에서는, 특히 여기 붕소에 관한 신호, 여기 BCl 신호 및 Cl⁺ 신호가 층의 특성을 최적화하는 데 관련된 것으로 판명되었다. 분석 방법이 높은 B 신호를 나타내도록 붕화 처리 방법을 유도하는 것이 바람직한 것으로 입증되었다. 바람직하게는, 그것은 예컨대 약 650 볼트 내지 800 볼트의 중간 범위에 있는 전압에 의해 가능하게 되는데, 이 경우에 가스 매체 중의 삼할로겐화붕소의 함량 및 펄스 직류의 펄스 점유율도 어느 정도의 역할을 한다. 본 발명에 따른 방법은 공업적 용도에 적합하고, 대량 생산용으로 개발될 수 있다. 고체 붕소 분배제를 이용하여 작업하는 서두에 언급된 방식의 다른 공지의 붕화 처리 방법에 비하여, 가스 상태의 붕소 분배제에 의해 플라즈마 붕화 처리를 행하는 것은 현저한 개선 가능성을 나타낸다. 처리할 부품의 취급을 최소로 줄일 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 자동화에 적합하다. 본 발명에 따른 방법의 범위에서는, 처리 시간을 변경함으로써 가스 조성의 변경이 가능하므로, 그러한 변경에 의해 층의 생성에 영향을 미칠 수 있으며, 특히 FeB의 형성을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 환경 문제를 고려하여 폐기 처리될 붕화제 잔류물을 최소화시킬 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 공업적 사용 분야는 예컨대 마찰성 및 점착성의 큰 마모 응력을 받는 금속 부품 표면의 내마모성을 증대시키기 위해 그 부품을 붕화 처리하는 것이다. 본 발명에 따른 방법은 예컨대 자동차 산업의 부품, 예를 들면 기어, 유압 태핏, 캠샤프트, 십자축을 구비한 오일 펌프 구동 장치, 나사 기어에 사용하기 적합하고 아울러 높은 응력에 노출되는 압출 스크루 및 기타의 구성 부품에 사용하기에 적합하다.

또한, 본 발명은, 붕소 분배제를 함유한 가스 매체를 공급할 수 있고 글로 방전이 일어나는 반응기를 포함하며, 플라즈마 붕화 처리에 의해 표면상에 붕화물 층을 형성하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 그러한 장치는 펄스 폭 및/또는 펄스 휴지기의 변경이 가능한 펄스 직류 전압을 제공하는 플라즈마 발생기를 구비하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따른 장치는 가스 매체 중의 하나 이상의 가스의 조성 및/또는 유량을 측정하거나 및/또는 조절하기 위한 하나 이상의 질량 유량계를 구비하는 것이 바람직하다. 그에 따라, 반응기에 공급되는 가스 매체가 어떠한 임시 가스 조성을 갖는가를 언제든지 측정할 수 있으며, 그에 의하여 가스 매체의 조성 및/또는 가스 매체 중에 함유된 하나 이상의 가스의 각각의 유량을 변경할 수 있다. 그에 의해, 처리 방법에 영향을 미칠 수 있게 된다. 예컨대, 처리 중의 가스 조성을 변경함으로써 층 형성에 영향을 미칠 수 있고, 경우에 따라서, 이것은 다시, 검출된 플라즈마 중의 입자 조성의 분석 결과에 따라서 영향을 미칠 수 있다. 2개 또는 3개의 성분, 예컨대 삼할로겐화붕소, 수소 및 불활성 가스를 함유한 가스 매체를 이용하여 처리를 행하는 것이 바람직하다. 따라서, 질량 유량계는 그러한 3개의 성분 각각의 유량의 측정 및/또는 조절을 위해 각각 마련되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 장치에 있어서는, 가스 유형과 무관한 압력계를 사용하여 처리 압력을 측정하는 것이 바람직하다. 가스 유형과 무관한 그러한 압력계는 컴퓨터 제어 방식에 의해 제어되는 것이 바람직하다.

가스는 예컨대 가스 샤워에 의하여 반응기의 처리실 중에 분배될 수 있다.

또한, 열분해 가능한 붕소 분배제의 경우에는, 냉각된 가스 유입구를 사용하는 것이 바람직한 것으로 입증되었는데, 그 이유는 그와 같이 함으로써 도입된 붕소 분배제를 양호하게 사용할 수 있기 때문이다.

또한, 환경 기술상의 이유로, 본 발명의 다른 구성에서는 배기 가스 처리용 가스 정화 장치를 사용하여 배기 가스 중의 붕소 비율을 최소화시킴으로써 그 처리 방법에 따른 환경 오염을 최소화시킬 수 있도록 한다. 이를 위하여, 예컨대 처리실에 연결된 진공 펌프에 후속하여 가스 정화 장치가 접속되는 그러한 장치를 사용할 수 있다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 원하는 처리 온도를 달성하도록 반응기는 보조 가열 장치를 구비할 수 있다.

서두에 설명한 타입의 방법도 본 발명의 주제로 된다.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하는 실시예를 기초로 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도 1을 참조하기로 한다. 도 1은 플라즈마 붕화 처리에 의해 표면상에 붕화물 층을 형성하는 방법에 사용될 수 있는 설비의 시스템 구조를 개략적으로 나타내고 있다. 그러한 설비는 플라즈마를 발생시키는 처리실(11)이 마련되어 있는 반응기(10)를 포함한다. 반응기(10)의 처리실(11)에는 붕소 분배제가 공급되고, 이 붕소 분배제는 가스 유입구(12) 및 공급 라인(13)을 경유하여 처리실(11) 내로 도달한다. 공급 라인(13)에는 총 3개의 이송 라인이 접속되는데, 이들 3개의 이송 라인을 경유하여 처리 가스의 각각의 성분이 공급된다. 그러한 성분 중에서, 먼저 제1 성분은 예컨대 삼염화붕소 또는 삼불화붕소와 같은 삼할로겐화붕소로서, 공급 라인(13)에 연통된 분기 라인(14)을 경유하여 공급된다. 제2 성분은 수소 가스로서, 역시 공급 라인(13)에 연통된 분기 라인(15)을 경유하여 공급된다. 제3 성분은 예컨대 아르곤과 같은 불활성 가스로서, 역시 공급 라인(13)에 연통된 분기 라인(16)을 경유하여 공급된다. 3개의 모든 성분에 대하여 각각 질량 유량계(17, 18, 19)가 마련되어 있고, 그 질량 유량계(17, 18, 19)에 의해 처리 가스의 각 성분의 유량을 조절 및 측정할 수 있다.

또한, 반응기(10)는, 처리실(11) 내에 있고 2개의 지지 절연체 및 전류 수반 지지체(도시 생략) 상에 놓이는 대전판(20)을 포함한다. 글로 방전을 일으키기 위한 전압은 개략적으로 도시된 전원 공급 라인(21)에 의해 공급된다. 플라즈마 발생기는 상세히 후술되는 바와 같이 펄스 폭 또는 펄스 휴지기의 변경이 가능한 펄스화된 직류 전압을 제공한다.

처리 가스의 조성 및 유량은 질량 유량계(17, 18, 19)에 의해 조절된다. 처리 압력은 가스 유형과 무관한 압력계에 의해 측정되고, 컴퓨터 제어 방식으로 제어된다. 압력 측정 및 압력 제어는 도면 부호 "22"로 개략적으로 지시된 장치에 의해 이루어지고, 그 장치(22)는 라인(23)을 경유하여 처리실(11)에 연결되어 있다. 그러한 라인(23)에는 압력 제어 장치(22)에 후속하여 진공 펌프(24)가 접속되어 있다. 또한, 배기 가스 라인에는 충분한 배기 가스 처리를 고려하여 배기 가스 정화 장치(25)가 진공 펌프(24)에 후속하여 접속되어 있다.

플라즈마 발생기의 온도 제어는 온도 제어 장치(26) 및 라인(27)을 경유하여 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 설비는, 반응기(10)에 내장되어 처리실(11) 내에 원하는 처리 온도를 얻도록 하는 보조 가열 장치(28)를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 붕화물 층 형성 방법은, 저압 범위, 예컨대 1 내지 10 hPa의 범위에서 작업하고, 가스 분위기의 전기적 활성화에 의해 지원받는 것이 바람직하다. 처리할(붕화 처리할) 부품을 처리실의 용기 벽에 대하여 음극이 되도록 접속한다. 예컨대 삼염화붕소 또는 삼불화붕소와 같은 삼할로겐화붕소, 수소 및 불활성 가스로 이루어지는 것이 바람직한 가스 매체를 처리실(11)에 공급하고, 그 가스 매체에 대하여 열에 의한 활성화와 함께 글로 방전에 의한 전기 활성화를 행한다. 처리 온도는 붕화 처리할 각 부품의 재료에 따라 달라지고, 예컨대 700℃를 넘거나 바람직하게는 800℃ 이상이다.

처리 단계 이전에 불활성 가스의 이온 충돌에 의해 표면을 활성화시키도록 펄스화된 직류 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 또한, 처리 중에 활성화된 여기 붕소 입자가 생성되고, 그 여기 붕소 입자가 부품의 표면에 도달하여, 그 표면에서 최초의 확산에 의해 붕화물 층을 형성한다. 공급된 H₂ 가스로부터 발생되어 플라즈마 중에 생성되는 원자 수소가, 삼할로겐화붕소로부터 생성되어 분위기 중에 존재하는 할로겐의 환원을 촉진한다.

도 2의 그래프는, 예컨대 본 발명에 따른 방법에 특히 유리한 펄스화된 직류 전류에 대한 시간에 따른 전압 추이의 가능한 예를 나타낸 것이다. 전압은 예컨대 중간 영역에서 650 볼트로 있으며, 그 경우의 전압 펄스는 예컨대 160 ㎲ 동안 유지되고 펄스 휴지기는 50 ㎲이다. 즉, 펄스 휴지기는 직류 전압 펄스 유지 기간보다 약 3배 정도 짧다. 펄스 주기는 본 실시예에서는 210 ㎲이므로, 주파수는 4,762 ㎑이다. 하나의 펄스에 있어서의 전압 펄스 시간 길이와 펄스 휴지기의 시간 길이의 비율로서 정의되는 펄스 점유율은 이 실시예의 경우에는 3.2 이다. 상대적으로 높은 전압을 사용할 경우에는 보다 더 긴 펄스 휴지기가 요구되는 것으로 확인되었다. 그러나, 처리 가스 중에 아르곤 가스를 사용하면, 전압이 예컨대 500 볼트 이상의 범위 정도로 비교적 낮을지라도 양호한 결과가 얻어진다.

Claims (31)

1. 붕소 분배제를 함유한 가스 매체를 반응기의 처리실에 도입하여 그 반응기 내에서 글로 방전을 일으키는 방식의 플라즈마 붕화 처리에 의해 표면 상에 붕화물 층을 형성하는 붕화물 층 형성 방법에 있어서,

   상기 글로 방전 중에 생성되는 하나 이상의 여기 붕소 분배제 생성물의 양을 측정하고, 측정된 여기 붕소 분배제 생성물의 최소량 또는 최대량, 또는 측정된 여기 붕소 분배제 생성물 중의 하나 이상과 관련된 최소값 또는 최대값을 유지하도록 반응기(10)의 처리실(11) 내에 발생된 플라즈마의 생성 파라미터를 선택하는 것을 특징으로 하는 붕화물 층 형성 방법.
2. 붕소 분배제를 함유한 가스 매체를 반응기의 처리실에 도입하여 그 반응기 내에서 글로 방전을 일으키는 방식의 플라즈마 붕화 처리에 의해 표면 상에 붕화물 층을 형성하는 붕화물 층 형성 방법에 있어서,

   전압 펄스의 시간 길이와 후속 펄스 휴지기의 시간 길이의 비율이 1.1보다 큰 펄스화된 직류 전압을 사용하여 글로 방전을 일으키는 것을 특징으로 붕화물 층 형성 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   주기 시간이 230 ㎲ 미만인 직류 전압을 사용하여 글로 방전을 일으키는 것을 특징으로 하는 붕화물 층 형성 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   먼저 제1 단계에서 낮은 처리 온도로 작업하여 세공 형성의 원인이 되는 플라즈마 중의 할로겐화물 형성을 억제하는 동시에 얇고 폐쇄된 붕화물 층을 형성하고, 이어서 제2 단계에서 높은 처리 온도로 작업하는 것을 특징으로 붕화물 층 형성 방법.
5. 제3항에 있어서, 우선 제1 단계에서 낮은 처리 온도로 작업하여 얇고 폐쇄된 붕화물 층을 형성하고, 이어서 제2 단계에서 높은 처리 온도로 작업하는 것을 특징으로 하는 붕화물 층 형성 방법.
6. 제2항에 있어서, 여기 붕소 분배제의 양을 적어도 상대적으로 측정하는 것을 특징으로 하는 붕화물 층 형성 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전압 펄스의 시간 길이와 후속 펄스 휴지기의 시간 길이의 비율이 1.1:1 내지 5:1의 범위로 있는 펄스화된 직류 전압을 사용하여 플라즈마를 형성하는 것을 특징으로 하는 붕화물 층 형성 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 비율은 1.5:1 내지 3.5:1의 범위로 있는 것을 특징으로 하는 붕화물 층 형성 방법.
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