JP2010083756A - 炭素系薄膜の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】炭素系非晶質薄膜15の表面からこの膜の一部に金属元素のイオン32を注入することにより、薄膜15に、金属元素を含む第1領域と金属元素を含まない第2領域とを形成する工程と、少なくとも第1領域にエネルギーを供給することにより、第2領域におけるグラファイトクラスターの成長を当該クラスターの粒径が2nm以下となる程度に抑制しながら、第1領域に粒径が2nmを超えるグラファイトクラスターを形成する工程と、を実施して、炭素系薄膜を得る。好ましい金属元素はFe,Co,Ni,Al,Cu,Auである。好ましいエネルギーの供給方法は電子線照射である。
【選択図】図1
Description
a)第1領域が金属元素を含む。
b)第1領域がグラファイトクラスターとしてプレート状グラファイト構造およびオニオン状グラファイト構造から選ばれる少なくとも一方を含む。
原子%となった。
験を行ったところ、Feイオンの注入量により形成されるグラファイトクラスターの粒径が変化した。図12に結果の一部を示す。Feイオンの注入条件は、(a)60keV、4×1013/cm2、(b)80keV、5×1014/cm2、(c)80keV、2×1015/cm2、とした。ラマンプロファイルの変化から見積もったところでは、(a)の
炭素系薄膜では粒径1.5nm程度のグラファイトクラスターが、(b)の炭素系薄膜では粒径1.5nm程度のグラファイトクラスターが生成したのに対し、(c)の炭素系薄膜では粒径10nm以上のグラファイトクラスターが生成した。その他の結果と併せて検討すると、粒径10nm以上のグラファイトクラスターの生成には1×1015/cm2以
上の注入量が望ましいことがわかった。
11 第1領域
12 第2領域
15 炭素系非晶質薄膜
30 基板
31 マスク
32 イオン
33 電子線
51 第1面内方向
52 第2面内方向
Claims (14)
- 炭素系非晶質薄膜の表面から前記薄膜の一部に金属元素のイオンを注入することにより、前記薄膜に、前記金属元素を含む第1領域と前記金属元素を含まない第2領域とを形成する工程と、
少なくとも前記第1領域にエネルギーを供給することにより、前記第2領域におけるグラファイトクラスターの成長を当該クラスターの粒径が2nm以下となる程度に抑制しながら、前記第1領域に粒径が2nmを超えるグラファイトクラスターを形成する工程と、を含む炭素系薄膜の製造方法。 - 前記金属元素が、Fe,Co,Ni,Al,CuおよびAuからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 前記金属元素が、Fe,CoおよびNiからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項2に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 前記薄膜の表面を部分的にマスクした状態で当該表面から前記イオンを注入する請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 前記イオンの注入量が、1×1015/cm2以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 前記第1領域および前記第2領域にエネルギーを供給する請求項1〜5のいずれか1項に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 前記第1領域に前記グラファイトクラスターとしてプレート状グラファイト構造およびオニオン状グラファイト構造から選ばれる少なくとも一方を形成する請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 前記第1領域に粒径が5nm以上のグラファイトクラスターを形成する請求項1〜7のいずれか1項に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 電子線を照射することによりエネルギーを供給する請求項1〜8のいずれか1項に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 1×1019/cm2・秒以下の強度で電子線を照射する請求項9に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 前記薄膜を加熱することによりエネルギーを供給する請求項1〜8のいずれか1項に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 前記薄膜を600〜1000Kの温度に加熱する請求項11に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 前記イオンに由来する金属原子が拡散して薄膜の表面近傍に偏って存在するまで前記エネルギーを供給した後、前記表面近傍に存在する金属原子を除去する工程をさらに実施する請求項1〜12のいずれか1項に記載の炭素系薄膜の製造方法。
- 前記金属原子を除去する工程が、ドライエッチングまたはウェットエッチングにより前記薄膜の表層を除去する工程である請求項13に記載の炭素系薄膜の製造方法。
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