JP2794173B2 - 複合炭素被膜の形成方法 - Google Patents
複合炭素被膜の形成方法Info
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- JP2794173B2 JP2794173B2 JP8122385A JP12238596A JP2794173B2 JP 2794173 B2 JP2794173 B2 JP 2794173B2 JP 8122385 A JP8122385 A JP 8122385A JP 12238596 A JP12238596 A JP 12238596A JP 2794173 B2 JP2794173 B2 JP 2794173B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複合炭素被膜の形成
方法に関する。
方法に関する。
【０００２】炭素材料は耐熱性に優れ、熱衝撃に強く、
熱伝導率が高い等の優れた特性を有する。さらに複合炭
素材料とすることにより、炭素材料本来の性質に加えて
さらに他の機能を発現させることができる。
熱伝導率が高い等の優れた特性を有する。さらに複合炭
素材料とすることにより、炭素材料本来の性質に加えて
さらに他の機能を発現させることができる。
【０００３】複合炭素材料は、カーボンファイバー，耐
熱プレート，電池の電極材料，発熱体，遠赤外線の輻射
体，応力検知センサー等のように様々な分野で利用する
ことができる。
熱プレート，電池の電極材料，発熱体，遠赤外線の輻射
体，応力検知センサー等のように様々な分野で利用する
ことができる。
【０００４】
【従来の技術】従来の炭素被覆の形成方法は(1) 析出
法、(2) 塗布法、(3) 気相合成法に大別できる。
法、(2) 塗布法、(3) 気相合成法に大別できる。
【０００５】析出法は炭化硅素，炭化チタン，炭化タン
グステン等の炭化物材料を高温に保持することによっ
て、表面に炭素膜を析出させる方法である。
グステン等の炭化物材料を高温に保持することによっ
て、表面に炭素膜を析出させる方法である。
【０００６】塗布法は、炭素粉末にバインダーおよび溶
剤を加えて、インク状にした溶液を基板上に塗布し、乾
燥または焼結する方法である。
剤を加えて、インク状にした溶液を基板上に塗布し、乾
燥または焼結する方法である。
【０００７】気相合成法は気相の炭化水素，炭素化合物
を炭素源として、加熱基板上に炭素を堆積させるプロセ
スであり、熱分解炭素法，熱ＣＶＤ（Thermal Chemica
lVapor Deposition ）および電子ビーム蒸着に代表さ
れるＰＶＤ（Physical Vapour Deposition) 法等があ
る。
を炭素源として、加熱基板上に炭素を堆積させるプロセ
スであり、熱分解炭素法，熱ＣＶＤ（Thermal Chemica
lVapor Deposition ）および電子ビーム蒸着に代表さ
れるＰＶＤ（Physical Vapour Deposition) 法等があ
る。
【０００８】その他の被膜形成法として、メッキおよび
溶射等がある。
溶射等がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ＰＶＤ，ＣＶＤおよび
析出法では成膜条件を適切に選ぶことにより緻密な炭素
被膜を得ることができるが堆積速度が遅い。
析出法では成膜条件を適切に選ぶことにより緻密な炭素
被膜を得ることができるが堆積速度が遅い。
【００１０】熱分解炭素法では高速成膜は可能である
が、基板温度が高温であることを要し、耐熱性の基板材
料を必要とする。
が、基板温度が高温であることを要し、耐熱性の基板材
料を必要とする。
【００１１】塗布法では安定した膜質の炭素被膜を得る
ことが難しい。
ことが難しい。
【００１２】溶射はメッキに比べると、雰囲気がドライ
で、成膜は比較的容易である。しかし、炭素の状態図に
よると、炭素は０．０１ＧＰａ以下の圧力で昇華し、液
相を持つことはない。したがって、炭素の溶射成膜は不
可能である。炭素の相図は例えばＦ．Ｐ．Ｂundy によ
って Ｐhysica Ａ vol 156 , 169（1989) に示されて
いる。
で、成膜は比較的容易である。しかし、炭素の状態図に
よると、炭素は０．０１ＧＰａ以下の圧力で昇華し、液
相を持つことはない。したがって、炭素の溶射成膜は不
可能である。炭素の相図は例えばＦ．Ｐ．Ｂundy によ
って Ｐhysica Ａ vol 156 , 169（1989) に示されて
いる。
【００１３】本発明は、炭素含有粉末材料と遷移金属酸
化物を混合・造粒して作った複合炭素粉末を炭素源とし
て、比較的容易に炭素被膜を形成する方法を提案するこ
とを課題とする。
化物を混合・造粒して作った複合炭素粉末を炭素源とし
て、比較的容易に炭素被膜を形成する方法を提案するこ
とを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、炭素含有粉
末を遷移金属酸化物とともに高周波誘導プラズマで加熱
し、基板の上に堆積させることにより解決された。
末を遷移金属酸化物とともに高周波誘導プラズマで加熱
し、基板の上に堆積させることにより解決された。
【００１５】
【発明の実施の形態】減圧タンク内にアルミナから成る
基板を水平に配置し、基板の上方に高周波誘導プラズマ
発生用のコイルを設け、さらにその上方に炭素と遷移金
属酸化物を含む粉末を供給する粉末供給口を設ける。減
圧タンクの到達圧力は６，７００Ｐａ程度で十分であ
る。減圧タンク内の雰囲気は気体導入口からアルゴン，
水素等を供給することにより調整する。
基板を水平に配置し、基板の上方に高周波誘導プラズマ
発生用のコイルを設け、さらにその上方に炭素と遷移金
属酸化物を含む粉末を供給する粉末供給口を設ける。減
圧タンクの到達圧力は６，７００Ｐａ程度で十分であ
る。減圧タンク内の雰囲気は気体導入口からアルゴン，
水素等を供給することにより調整する。
【００１６】遷移金属酸化物として例えば酸化チタンを
用い、これと炭素含有粉末、例えば黒鉛粉末をポリビニ
ルアルコール等をバインダーとして混練し、乾燥し、破
砕して造粒した材料粉末を、アルゴンと、アルゴンに対
して７〜１５％（体積比）の水素を含んだ混合気体雰囲
気中で、高周波誘導プラズマで加熱すると、基板上に炭
素被膜が形成される。炭素含有粉末材料として黒鉛以外
にカーボンブラック，熱分解炭素，ガラス状炭素および
一般炭素材料の製造における出発物質であるコークスの
粉末がある。
用い、これと炭素含有粉末、例えば黒鉛粉末をポリビニ
ルアルコール等をバインダーとして混練し、乾燥し、破
砕して造粒した材料粉末を、アルゴンと、アルゴンに対
して７〜１５％（体積比）の水素を含んだ混合気体雰囲
気中で、高周波誘導プラズマで加熱すると、基板上に炭
素被膜が形成される。炭素含有粉末材料として黒鉛以外
にカーボンブラック，熱分解炭素，ガラス状炭素および
一般炭素材料の製造における出発物質であるコークスの
粉末がある。
【００１７】炭素と遷移金属酸化物を含む粉末は造粒，
粉砕したものをメタンガス等の炭化水素ガスを搬送気体
として供給することが好ましい。
粉砕したものをメタンガス等の炭化水素ガスを搬送気体
として供給することが好ましい。
【００１８】
【実施例】図１は本発明による炭素被膜形成方法を実施
するための装置の一例である。減圧タンク１の排気孔２
は図示しない排気系に接続されている。減圧タンク１の
到達圧力は約６，７００Ｐａである。
するための装置の一例である。減圧タンク１の排気孔２
は図示しない排気系に接続されている。減圧タンク１の
到達圧力は約６，７００Ｐａである。
【００１９】減圧タンク１の中の上部に高周波誘導プラ
ズマを発生させるためのコイル３が設けられ、このコイ
ル３は図示しない高周波電源に接続されている。
ズマを発生させるためのコイル３が設けられ、このコイ
ル３は図示しない高周波電源に接続されている。
【００２０】減圧タンク１の上面に黒鉛粉末と遷移金属
酸化物を混合・造粒して作った複合複合炭素粉末を減圧
タンク１内に供給する粉末導入プローブ４が設けられて
いる。これは水冷されている。
酸化物を混合・造粒して作った複合複合炭素粉末を減圧
タンク１内に供給する粉末導入プローブ４が設けられて
いる。これは水冷されている。
【００２１】減圧タンク１の中心部にアルミナから成る
基板５が耐熱レンガから成る断熱板６の上に載置され、
断熱板６は水冷銅ブロック７によって冷却されている。
基板５は１００×１００ｍｍ2 で厚さは０．８ｍｍであ
る。基板材料としてはアルミナの他に、基板の冷却を適
切に行うことによって金属、例えば鉄，銅，ニッケル等
を用いることもできる。
基板５が耐熱レンガから成る断熱板６の上に載置され、
断熱板６は水冷銅ブロック７によって冷却されている。
基板５は１００×１００ｍｍ2 で厚さは０．８ｍｍであ
る。基板材料としてはアルミナの他に、基板の冷却を適
切に行うことによって金属、例えば鉄，銅，ニッケル等
を用いることもできる。
【００２２】減圧タンク１には気体導入口８から不活性
気体としてのアルゴンガスと水素ガスの混合気体（１：
７〜１５％（体積比））が供給され、雰囲気の圧力は１
〜５０ｋＰａ程度に保たれている。不活性気体としてア
ルゴン以外に、ヘリウムおよび窒素がある。
気体としてのアルゴンガスと水素ガスの混合気体（１：
７〜１５％（体積比））が供給され、雰囲気の圧力は１
〜５０ｋＰａ程度に保たれている。不活性気体としてア
ルゴン以外に、ヘリウムおよび窒素がある。
【００２３】本発明では、高温で炭素Ｃと固溶し、ある
いは反応しやすい金属である遷移金属の酸化物を混合・
造粒して成る複合炭素粉末を用いる。一つの実施例で
は、黒鉛と、遷移金属酸化物として黒鉛に対して重量比
が２〜１５％の酸化チタン（ＴｉＯ2 ，ルチル）を混合
し、造粒して出来る材料粉末を粉末導入プローブ４から
導入する。遷移金属酸化物として、酸化チタン以外に酸
化クロム，酸化ニッケル，酸化ジルコニウム等がある。
いは反応しやすい金属である遷移金属の酸化物を混合・
造粒して成る複合炭素粉末を用いる。一つの実施例で
は、黒鉛と、遷移金属酸化物として黒鉛に対して重量比
が２〜１５％の酸化チタン（ＴｉＯ2 ，ルチル）を混合
し、造粒して出来る材料粉末を粉末導入プローブ４から
導入する。遷移金属酸化物として、酸化チタン以外に酸
化クロム，酸化ニッケル，酸化ジルコニウム等がある。
【００２４】高周波電源から電力を供給し、コイル３の
近傍に高周波誘導プラズマを発生させ、その中を上記粉
末通過させ、下方の基板５の上に堆積させると、アルミ
ナ基板との密着性が良好な炭素被膜が形成される。
近傍に高周波誘導プラズマを発生させ、その中を上記粉
末通過させ、下方の基板５の上に堆積させると、アルミ
ナ基板との密着性が良好な炭素被膜が形成される。
【００２５】アルミナ基板５の上に形成された炭素被膜
９の破断面を研磨し電子顕微鏡で観察した断面組織を図
２に示す。この図から分るように、炭素被膜は扁平な粒
状構造を持っている。
９の破断面を研磨し電子顕微鏡で観察した断面組織を図
２に示す。この図から分るように、炭素被膜は扁平な粒
状構造を持っている。
【００２６】Ｘ線回折によると、炭素被膜の結晶構造は
黒鉛であるが、回折線の幅は粒界の大きさから計算され
るものより拡がっており、非晶質化していることが分か
った。
黒鉛であるが、回折線の幅は粒界の大きさから計算され
るものより拡がっており、非晶質化していることが分か
った。
【００２７】Ｘ線マイクロアナライザーによる観察か
ら、炭素被膜中には黒鉛粒子の外にチタン炭化物の粒の
析出が認められた。
ら、炭素被膜中には黒鉛粒子の外にチタン炭化物の粒の
析出が認められた。
【００２８】これらの事実から以下のことが推測され
る。すなわち、酸化チタンはプラズマ中で還元され、基
板表面および被膜中で炭素と反応し、チタンの炭化物が
形成され、このチタンの炭化物が炭素被膜と基板材料の
アルミナとのボンディングアンカーの役割を果してい
る。このチタンの炭化物は、また、複合炭素膜と基板で
あるアルミナとの熱膨張係数の違いから生じる熱応力の
緩和の役割をも果たしていると考えられる（炭化チタン
（ＴｉＣ）の熱膨張係数はファインセラミックス事典
（技報堂出版、1987）によると７．６１×１０-6／℃
で、アルミナは７．８〜８．１×１０-6／℃）。
る。すなわち、酸化チタンはプラズマ中で還元され、基
板表面および被膜中で炭素と反応し、チタンの炭化物が
形成され、このチタンの炭化物が炭素被膜と基板材料の
アルミナとのボンディングアンカーの役割を果してい
る。このチタンの炭化物は、また、複合炭素膜と基板で
あるアルミナとの熱膨張係数の違いから生じる熱応力の
緩和の役割をも果たしていると考えられる（炭化チタン
（ＴｉＣ）の熱膨張係数はファインセラミックス事典
（技報堂出版、1987）によると７．６１×１０-6／℃
で、アルミナは７．８〜８．１×１０-6／℃）。
【００２９】複合炭素の成膜に与る酸化チタンの役割
は、粉末材料に酸化チタンを加えると、炭素被膜の基板
との密着は良好になり、なおかつ十分な膜強度が得られ
ることである。従って、プラスト等の基材の前処理は、
本複合炭素被膜の形成においては不要である。
は、粉末材料に酸化チタンを加えると、炭素被膜の基板
との密着は良好になり、なおかつ十分な膜強度が得られ
ることである。従って、プラスト等の基材の前処理は、
本複合炭素被膜の形成においては不要である。
【００３０】以上を要約すると、高周波誘導プラズマに
よって酸化チタンが焼結助材として働き、結果的に黒鉛
粒子間の結合が強化されて複合炭素被覆が形成されると
考えられる。
よって酸化チタンが焼結助材として働き、結果的に黒鉛
粒子間の結合が強化されて複合炭素被覆が形成されると
考えられる。
【００３１】酸化チタンの黒鉛に対する重量比の最小値
は２％である。それ以下では酸化チタンの添加の効果が
現れない。即ち炭素膜の基板への密着性が低下する。一
方、酸化チタンの量が１５％を越える時は、得られた複
合炭素被膜の電気的性質はチタニアに類似したものにな
り、黒鉛本来の性質が損なわれる。
は２％である。それ以下では酸化チタンの添加の効果が
現れない。即ち炭素膜の基板への密着性が低下する。一
方、酸化チタンの量が１５％を越える時は、得られた複
合炭素被膜の電気的性質はチタニアに類似したものにな
り、黒鉛本来の性質が損なわれる。
【００３２】粉末材料成分として、単に金属ではなく金
属酸化物を用いる理由は、酸化物の蒸発潜熱はその対応
する金属のそれより大きいので、プラズマ中での金属成
分の蒸発によるトーチ内表面の汚染を低減することが比
較的可能であるからである。
属酸化物を用いる理由は、酸化物の蒸発潜熱はその対応
する金属のそれより大きいので、プラズマ中での金属成
分の蒸発によるトーチ内表面の汚染を低減することが比
較的可能であるからである。
【００３３】成膜の可否は炭素粉末材料の組成と同時
に、粉末導入プローブの位置と粉末材料のキャリアガス
の流量にも関係している。粉末導入プローブの軸方向の
最適位置はその先端が誘導コイルの中心付近であり、中
心から離れると成膜は難しい。なお実施例において使用
したプラズマの直径は４０ｍｍ，長さは５０〜１００ｍ
ｍであった。
に、粉末導入プローブの位置と粉末材料のキャリアガス
の流量にも関係している。粉末導入プローブの軸方向の
最適位置はその先端が誘導コイルの中心付近であり、中
心から離れると成膜は難しい。なお実施例において使用
したプラズマの直径は４０ｍｍ，長さは５０〜１００ｍ
ｍであった。
【００３４】高周波誘導プラズマのシュミレーションの
結果から、トーチ軸上でのプラズマの最高温度は誘導コ
イルの中心付近であることが報告されている。
結果から、トーチ軸上でのプラズマの最高温度は誘導コ
イルの中心付近であることが報告されている。
【００３５】粉末材料のキャリアガスの流量が大きくプ
ラズマ内での滞在時間が短かい場合、炭素粉末は基板か
ら跳ね返され成膜に与らない。
ラズマ内での滞在時間が短かい場合、炭素粉末は基板か
ら跳ね返され成膜に与らない。
【００３６】以上より粉末材料のプラズマ内での高温領
域における滞在時間が長いほど、成膜の確率が高いこと
が分かる（滞在時間は１０-2ｓｅｃ程度以上のとき良好
な結果が得られた）。この点で高周波誘導による熱プラ
ズマは、複合炭素の成膜において本質的な意味を持つと
言える。
域における滞在時間が長いほど、成膜の確率が高いこと
が分かる（滞在時間は１０-2ｓｅｃ程度以上のとき良好
な結果が得られた）。この点で高周波誘導による熱プラ
ズマは、複合炭素の成膜において本質的な意味を持つと
言える。
【００３７】不活性ガスとしてアルゴン及び体積比がア
ルゴンに対して７〜１５％である水素の混合気体を用い
てプラズマを発生させて成膜した複合炭素被膜はボソボ
ソにならず、膜面内の結合は強化され、膜のセルフサポ
ートが可能である。水素の役割は、金属酸化物の還元と
同時に、黒鉛粒子の末端のダングリングボンド同士を修
飾させることによって、炭素原子の膜面内の結合を強固
にする効果があると考えられる。アルゴンに対する水素
混合量が１５％を越えるとプラズマは不安定になる。他
方、７％以下の場合は被膜がボソボソになり膜面内の結
合が弱い。
ルゴンに対して７〜１５％である水素の混合気体を用い
てプラズマを発生させて成膜した複合炭素被膜はボソボ
ソにならず、膜面内の結合は強化され、膜のセルフサポ
ートが可能である。水素の役割は、金属酸化物の還元と
同時に、黒鉛粒子の末端のダングリングボンド同士を修
飾させることによって、炭素原子の膜面内の結合を強固
にする効果があると考えられる。アルゴンに対する水素
混合量が１５％を越えるとプラズマは不安定になる。他
方、７％以下の場合は被膜がボソボソになり膜面内の結
合が弱い。
【００３８】炭素と遷移金属酸化物を含む粉末材料はメ
タン等の炭化水素をキャリアガスとして供給することが
好ましい。これらのガスはプラズマの中で遊離基を作
り、これがチタン等の酸化物と反応し、メチルチタン等
を生成し、これはプラズマ中で水素を脱離し、チタン炭
化物を形成すると考えられる。
タン等の炭化水素をキャリアガスとして供給することが
好ましい。これらのガスはプラズマの中で遊離基を作
り、これがチタン等の酸化物と反応し、メチルチタン等
を生成し、これはプラズマ中で水素を脱離し、チタン炭
化物を形成すると考えられる。
【００３９】メタン遊離基の寿命は、理化学辞典（４
版、岩波書店１９８７）によるとほぼ１０-3ｓｅｃであ
る。従って、前述したように粉末材料がプラズマ内を通
過する時間はメタン遊離基の寿命に比べて十分長いと言
える。従って本発明の成膜のエネルギー源である高周波
誘導プラズマはこれらの遊離基の反応性を維持するのに
好都合である。
版、岩波書店１９８７）によるとほぼ１０-3ｓｅｃであ
る。従って、前述したように粉末材料がプラズマ内を通
過する時間はメタン遊離基の寿命に比べて十分長いと言
える。従って本発明の成膜のエネルギー源である高周波
誘導プラズマはこれらの遊離基の反応性を維持するのに
好都合である。
【００４０】本発明の他の実施例では、黒鉛と、黒鉛に
対して重量比が４％である酸化チタン（ＴｉＯ2 ，ルチ
ル）と黒鉛に対して重量比が１０％である炭化ホウ素
（Ｂ４Ｃ）を混合・造粒して出来る粉末材料を用いる。
このとき得られた炭素被膜の表面硬度は、スクラッチテ
ストの結果から、超硬合金の炭化タングステン（ＷＣ）
を上回ることが分かった。一般に炭素材料の硬度は熱処
理温度に大きく依存するが、天然黒鉛及び黒鉛化した材
料のモース硬度では２から３であり、非晶質炭素の場合
７から８である。このことから本炭素被膜の表面が硬い
ということは、炭素粉末がプラズマによって加熱・急冷
されて非晶質化したと考えられる。
対して重量比が４％である酸化チタン（ＴｉＯ2 ，ルチ
ル）と黒鉛に対して重量比が１０％である炭化ホウ素
（Ｂ４Ｃ）を混合・造粒して出来る粉末材料を用いる。
このとき得られた炭素被膜の表面硬度は、スクラッチテ
ストの結果から、超硬合金の炭化タングステン（ＷＣ）
を上回ることが分かった。一般に炭素材料の硬度は熱処
理温度に大きく依存するが、天然黒鉛及び黒鉛化した材
料のモース硬度では２から３であり、非晶質炭素の場合
７から８である。このことから本炭素被膜の表面が硬い
ということは、炭素粉末がプラズマによって加熱・急冷
されて非晶質化したと考えられる。
【００４１】黒鉛の添加材料成分組成によって、複合炭
素膜の電気的性質は大きく変わる。例えば、黒鉛と黒鉛
に対して重量比が４％である酸化チタン及び黒鉛に対し
て重量比が５％である炭化ホウ素を混合・造粒した材料
から得られた複合炭素膜の電気抵抗の温度係数は、温度
範囲が２５℃から２００℃の間で、約７０ｐｐｍ／℃で
あった。
素膜の電気的性質は大きく変わる。例えば、黒鉛と黒鉛
に対して重量比が４％である酸化チタン及び黒鉛に対し
て重量比が５％である炭化ホウ素を混合・造粒した材料
から得られた複合炭素膜の電気抵抗の温度係数は、温度
範囲が２５℃から２００℃の間で、約７０ｐｐｍ／℃で
あった。
【００４２】一方、黒鉛と黒鉛に対して重量比が４％で
ある酸化チタン及び黒鉛に対して重量比が１５％である
炭化ホウ素を混合・造粒した炭素材料を用いて得られた
複合炭素膜の電気抵抗の温度係数は、前述の温度範囲
で、約５００ｐｐｍ／℃であった。
ある酸化チタン及び黒鉛に対して重量比が１５％である
炭化ホウ素を混合・造粒した炭素材料を用いて得られた
複合炭素膜の電気抵抗の温度係数は、前述の温度範囲
で、約５００ｐｐｍ／℃であった。
【００４３】炭化ホウ素の添加量が黒鉛に対して重量比
で１５％を越えると膜のアルミナ基板に対する密着性は
良好になるが、電気抵抗は増大し、抵抗の温度係数が増
加する傾向がある。添加量が３％より少ない時は、電気
抵抗の温度係数は増加し、炭化ホウ素の添加の効果が認
められない。
で１５％を越えると膜のアルミナ基板に対する密着性は
良好になるが、電気抵抗は増大し、抵抗の温度係数が増
加する傾向がある。添加量が３％より少ない時は、電気
抵抗の温度係数は増加し、炭化ホウ素の添加の効果が認
められない。
【００４４】黒鉛と、黒鉛に対する重量比４％の酸化チ
タンと、黒鉛に対する重量比５％の炭化ホウ素を混合造
粒した材料から得られた複合炭素被膜上に導電性樹脂塗
料を塗布して電極を設け、通電して発熱体を作製した。
タンと、黒鉛に対する重量比５％の炭化ホウ素を混合造
粒した材料から得られた複合炭素被膜上に導電性樹脂塗
料を塗布して電極を設け、通電して発熱体を作製した。
【００４５】図３は当該の複合炭素被膜に直流電圧を印
加したときの温度，電圧，電流及び電力の時間変化を示
している。電圧印加と同時に、炭素被膜は温度上昇を示
すが、突入電流が殆どないことが分かる。この結果か
ら、本複合炭素被膜を用いた電熱発熱体は中・低温域の
発熱体として好都合である。
加したときの温度，電圧，電流及び電力の時間変化を示
している。電圧印加と同時に、炭素被膜は温度上昇を示
すが、突入電流が殆どないことが分かる。この結果か
ら、本複合炭素被膜を用いた電熱発熱体は中・低温域の
発熱体として好都合である。
【００４６】典型的な成膜条件を表１に示す。
【表１】
【００４７】試料Ａは黒鉛：酸化チタン：炭化ホウ素＝
１：０．０３：０．０１（重量比）、試料Ｂは黒鉛：シ
リコン：酸化チタン：炭化ホウ素＝１：０．５０：０．
１２：０．０４（重量比）
１：０．０３：０．０１（重量比）、試料Ｂは黒鉛：シ
リコン：酸化チタン：炭化ホウ素＝１：０．５０：０．
１２：０．０４（重量比）
【００４８】堆積速度は炭化ホウ素を含む系で１．０μ
ｍ／ｍｉｎ、シリコンを含む系で３５μｍ／ｍｉｎであ
る。これらの値は、ＣＶＤや電子ビーム蒸着に比べると
十分に高い。
ｍ／ｍｉｎ、シリコンを含む系で３５μｍ／ｍｉｎであ
る。これらの値は、ＣＶＤや電子ビーム蒸着に比べると
十分に高い。
【図１】本発明に係る方法を実施するための装置の一例
の概念図である。
の概念図である。
【図２】本発明に係る方法で形成された炭素被膜の断面
の電子顕微鏡写真である。
の電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明に係る方法で形成された炭素被膜を用い
てヒータを作成した時の電気的特性図である。
てヒータを作成した時の電気的特性図である。
１ 減圧タンク ２ 排気孔 ３ コイル ４ 粉末導入プローブ ５ 基板 ６ 断熱板 ７ 水冷銅ブロック ８ 気体導入口 ９ 炭素被膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 24/00 - 30/00 C23C 16/00 - 16/56 C23C 4/00 - 6/00
Claims (6)
- 【請求項１】 炭素含有粉末と少くとも１種類の遷移金
属酸化物を混合・造粒して粉末材料を作り、少くとも不
活性ガスと水素ガスを含む混合気体中で高周波誘導プラ
ズマを発生させ、上記粉末材料を上記高周波誘導プラズ
マ中に導入して通過させた後、基板上に堆積させること
により被膜を形成することを特徴とする複合炭素被膜の
形成方法。 - 【請求項２】 上記炭素含有粉末として黒鉛を使用し、
上記遷移金属酸化物として酸化チタンを使用することを
特徴とする請求項１記載の複合炭素被膜の形成方法。 - 【請求項３】 上記粉末材料が炭化ホウ素およびシリコ
ンまたはそれらの一方を含むことを特徴とする請求項１
記載の複合炭素被膜の形成方法。 - 【請求項４】 上記粉末材料を上記高周波プラズマ中に
導入するキャリアガスとして不活性ガスと炭化水素ガス
の混合ガスを用いることを特徴とする請求項１記載の複
合炭素被膜の形成方法。 - 【請求項５】 上記炭化水素ガスがメタンガスであるこ
とを特徴とする請求項４記載の複合炭素被膜の形成方
法。 - 【請求項６】 炭素含有と少くとも１種類の遷移金属酸
化物を混合・造粒して粉末材料を作り、少くとも不活性
ガスと水素ガスを含む混合気体中で高周波誘導プラズマ
を発生させ、上記粉末材料を上記高周波誘導プラズマを
通過させた後、基板上に堆積させることにより形成され
たことを特徴とする複合炭素被膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8122385A JP2794173B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 複合炭素被膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8122385A JP2794173B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 複合炭素被膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09287076A JPH09287076A (ja) | 1997-11-04 |
| JP2794173B2 true JP2794173B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=14834500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8122385A Expired - Fee Related JP2794173B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 複合炭素被膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2794173B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN103774114B (zh) * | 2014-02-08 | 2016-01-20 | 中国科学院半导体研究所 | 氧化物膜的制备方法 |
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-
1996
- 1996-04-19 JP JP8122385A patent/JP2794173B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09287076A (ja) | 1997-11-04 |
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