JPH03191050A - 高硬度窒化ホウ素含有薄膜の製造方法 - Google Patents
高硬度窒化ホウ素含有薄膜の製造方法Info
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- JPH03191050A JPH03191050A JP33210889A JP33210889A JPH03191050A JP H03191050 A JPH03191050 A JP H03191050A JP 33210889 A JP33210889 A JP 33210889A JP 33210889 A JP33210889 A JP 33210889A JP H03191050 A JPH03191050 A JP H03191050A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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〕
この発明は、切削工具、金型、各種機構部品または磁気
ヘッド等の耐摩耗性を必要とする基体の表面に、硬質の
薄膜を被覆することにより耐摩耗性を著しく向上させる
高硬度窒化ホウ素含有＊膜の製造方法に関するものであ
る。
ヘッド等の耐摩耗性を必要とする基体の表面に、硬質の
薄膜を被覆することにより耐摩耗性を著しく向上させる
高硬度窒化ホウ素含有＊膜の製造方法に関するものであ
る。
近年、耐摩耗性が要求される分野において、窒化ホウ素
、とりわけ立方晶系閃亜鉛鉱型の結晶構造の窒化ホウ素
（以下、ｃ−ＢＮと略す）や六方晶系ウルツ鉱型の結晶
構造の窒化ホウ素（以下、ｗ−ＢＮと略す）を基体の表
面に薄膜で被覆して耐摩耗性等を向上させる試みが種々
行われでいる。
、とりわけ立方晶系閃亜鉛鉱型の結晶構造の窒化ホウ素
（以下、ｃ−ＢＮと略す）や六方晶系ウルツ鉱型の結晶
構造の窒化ホウ素（以下、ｗ−ＢＮと略す）を基体の表
面に薄膜で被覆して耐摩耗性等を向上させる試みが種々
行われでいる。
これは、従来より耐摩耗用薄膜として用いられてきた窒
化チタンや炭化チタンよりもｃ−ＢＮやｗ−ＢＮが高い
硬度を有しているとともに、高硬度のダイヤモンドが鉄
系材料との親和性が有り化学的に不安定であるのに対し
、窒化ホウ素には鉄との親和性がなく優れた化学的安定
性を示し、かつ熱的安定性も極めて優れている等の優れ
た特性を多く備えているからである。
化チタンや炭化チタンよりもｃ−ＢＮやｗ−ＢＮが高い
硬度を有しているとともに、高硬度のダイヤモンドが鉄
系材料との親和性が有り化学的に不安定であるのに対し
、窒化ホウ素には鉄との親和性がなく優れた化学的安定
性を示し、かつ熱的安定性も極めて優れている等の優れ
た特性を多く備えているからである。
この硬質のｃ−ＢＮやｗ−ＢＮを薄膜化させる試みは、
物理的蒸着法（ＰＶＤ法）や化学的薄着法（ＣＶＤ法）
で種々試みられてきたが、実際の応用を考慮すると基体
が熱により変形や損傷を生じることがない低い温度でし
かも密着力に優れた薄膜を形成する方法が好ましい。そ
のため、特開昭６０−６３３７２号に示されているよう
に基体の表面にホウ素を含有する蒸着物質を蒸着さセ、
その蒸着と同時または交互に加速されたイオンを照射し
て高硬度の窒化ホウ素含有薄膜を形成しようとする方法
が提案されている。
物理的蒸着法（ＰＶＤ法）や化学的薄着法（ＣＶＤ法）
で種々試みられてきたが、実際の応用を考慮すると基体
が熱により変形や損傷を生じることがない低い温度でし
かも密着力に優れた薄膜を形成する方法が好ましい。そ
のため、特開昭６０−６３３７２号に示されているよう
に基体の表面にホウ素を含有する蒸着物質を蒸着さセ、
その蒸着と同時または交互に加速されたイオンを照射し
て高硬度の窒化ホウ素含有薄膜を形成しようとする方法
が提案されている。
この方法によれば、基体を特に加熱する必要がなく、蒸
着原子が照射イオンとの衝突や反跳により基体内部に進
入して基体を構成する原子と蒸着される原子よりなる新
たな混合層を形成するために、密着性に優れたｃ−ＢＮ
の薄膜が形成されて基体の表面が高硬度になるという利
点を有している。
着原子が照射イオンとの衝突や反跳により基体内部に進
入して基体を構成する原子と蒸着される原子よりなる新
たな混合層を形成するために、密着性に優れたｃ−ＢＮ
の薄膜が形成されて基体の表面が高硬度になるという利
点を有している。
第５図に基づいて従来の高硬度窒化ホウ素含有薄膜の製
造方法の一例を説明する。
造方法の一例を説明する。
真空装置内（図示せず）において、ホルダ１に基体２が
固定されている。そして、基体２の下方には電子ビーム
、レーザ線または高周波により高温度に加熱することが
できる蒸発源３が設けられ、その蒸発ＴＡ３の中にはホ
ウ素単体、ホウ素酸化物またはホウ素窒化物等よりなる
蒸発物質４が入れられている。また、基体２に正対する
方向にはカウフマン型やプラズマを閉じ込めるためのカ
スプ磁場を用いたパケット型のイオン源５が設けられて
いる。
固定されている。そして、基体２の下方には電子ビーム
、レーザ線または高周波により高温度に加熱することが
できる蒸発源３が設けられ、その蒸発ＴＡ３の中にはホ
ウ素単体、ホウ素酸化物またはホウ素窒化物等よりなる
蒸発物質４が入れられている。また、基体２に正対する
方向にはカウフマン型やプラズマを閉じ込めるためのカ
スプ磁場を用いたパケット型のイオン源５が設けられて
いる。
このイオン源５は、窒素分子、窒素原子または窒素ガス
と不活性ガスの混合した気体をイオン化し窒素元素を含
むイオン６にして基体２の表面に照射する装置である。
と不活性ガスの混合した気体をイオン化し窒素元素を含
むイオン６にして基体２の表面に照射する装置である。
さらに真空装置内には、膜厚計７と電流量測定器８が設
けられている。
けられている。
この膜厚計７は、基体２の表面に蒸着積層される蒸発物
質４の膜厚ならびにホウ素粒子の粒子数を計測する水晶
振動子を使用した振動型膜厚計等であり、電流測定器８
は、基体２に照射されるイオン６の窒素イオンの量、す
なわち窒素イオンの原子数を計測するファラデーカップ
のような２次電子抑制電極を持つカップ型構造のイオン
ビーム電流量測定器等である。
質４の膜厚ならびにホウ素粒子の粒子数を計測する水晶
振動子を使用した振動型膜厚計等であり、電流測定器８
は、基体２に照射されるイオン６の窒素イオンの量、す
なわち窒素イオンの原子数を計測するファラデーカップ
のような２次電子抑制電極を持つカップ型構造のイオン
ビーム電流量測定器等である。
上記のような構成において、シリコン基板よりなる基体
２の表面に蒸着物質４を蒸発源３により蒸着させると同
時に、窒素イオンを含むイオン６を５ＫｅＶの加速エネ
ルギでイオン１１１Ｘ５から照射する。基体２に照射さ
れるホウ素イオンと窒素イオンの個数比（以下、Ｂ／Ｎ
比と略す）の値を所定の値に設定し基体２の表面に膜厚
が３０００人の窒化ホウ素含有薄膜を形成させる。
２の表面に蒸着物質４を蒸発源３により蒸着させると同
時に、窒素イオンを含むイオン６を５ＫｅＶの加速エネ
ルギでイオン１１１Ｘ５から照射する。基体２に照射さ
れるホウ素イオンと窒素イオンの個数比（以下、Ｂ／Ｎ
比と略す）の値を所定の値に設定し基体２の表面に膜厚
が３０００人の窒化ホウ素含有薄膜を形成させる。
このようにして得られた窒化ホウ素含有薄膜の赤外分光
分析の測定結果を第６図に示す。ａは基体２に到達する
Ｂ／Ｎ比の値が１のとき、ｂは基体２に到達するＢ／Ｎ
比の値が３のときの各薄膜の赤外吸収スペクトルの結果
である。いずれの場合も１３８０ｃｍ−’ならびに、７
８０ ｃｍ−’に強い吸収ピークが見られる。なお、ｃ
−ＢＮの赤外吸収スペクトルでは１０８０ｃ＋ａ−’に
吸収ピークが、六方晶系グラファイト型に類似した低圧
相の窒化ホウ素（以下、ｈ−ＢＮと略す）の赤外吸収ス
ペクトルでは１３８０ ｃｒａ−’と７８０ｃｍ−’に
吸収ピークが現れるので、上記の２試料の窒化ホウ素含
有薄膜はｈ−ＢＨの窒化ホウ素含有薄膜であることがわ
かる。
分析の測定結果を第６図に示す。ａは基体２に到達する
Ｂ／Ｎ比の値が１のとき、ｂは基体２に到達するＢ／Ｎ
比の値が３のときの各薄膜の赤外吸収スペクトルの結果
である。いずれの場合も１３８０ｃｍ−’ならびに、７
８０ ｃｍ−’に強い吸収ピークが見られる。なお、ｃ
−ＢＮの赤外吸収スペクトルでは１０８０ｃ＋ａ−’に
吸収ピークが、六方晶系グラファイト型に類似した低圧
相の窒化ホウ素（以下、ｈ−ＢＮと略す）の赤外吸収ス
ペクトルでは１３８０ ｃｒａ−’と７８０ｃｍ−’に
吸収ピークが現れるので、上記の２試料の窒化ホウ素含
有薄膜はｈ−ＢＨの窒化ホウ素含有薄膜であることがわ
かる。
つぎに、他の従来例として前述と同一の装置と材料を用
いてイオン６の加速エネルギを２０ ＫｅＶ。
いてイオン６の加速エネルギを２０ ＫｅＶ。
Ｂ／Ｎ比の値を所定の値に設定して基体２の表面に膜厚
３０００人の窒化ホウ素含有薄膜を形成しこのようにし
て得られた窒化ホウ素含有薄膜の赤外吸収スペクトルを
第７図に示す。ａ′は基体２に到達するＢ ／ Ｎ比の
値が１のとき、ｂ′は基体２に到達するＢ／Ｎ比の値が
３のときの各薄膜の赤外吸収スペクトルの結果である。
３０００人の窒化ホウ素含有薄膜を形成しこのようにし
て得られた窒化ホウ素含有薄膜の赤外吸収スペクトルを
第７図に示す。ａ′は基体２に到達するＢ ／ Ｎ比の
値が１のとき、ｂ′は基体２に到達するＢ／Ｎ比の値が
３のときの各薄膜の赤外吸収スペクトルの結果である。
この条件の場合でも吸収ピークの値は、ｈ−ＢＮの吸収
ピクのＩ ３８０ｃ＋ｒ’ならびに７８０ｃｍ−’にし
か見られず、この２試料の窒化ホウ素含有薄膜もｈ −
ＢＮの薄膜であることがわかる。
ピクのＩ ３８０ｃ＋ｒ’ならびに７８０ｃｍ−’にし
か見られず、この２試料の窒化ホウ素含有薄膜もｈ −
ＢＮの薄膜であることがわかる。
このように、上記のような方法では、基体２の表面に形
成される窒化ホウ素含有薄膜はｈ −Ｂ Ｈの薄膜しか
得られず、ｈ−ＢＮの薄膜中にｃ−ＢＮやｗ−１３Ｎが
混在するだけで、ｃ−ＢＮの体摩耗性や他の優れた特性
が十分に生かされないという問題を有していた。
成される窒化ホウ素含有薄膜はｈ −Ｂ Ｈの薄膜しか
得られず、ｈ−ＢＮの薄膜中にｃ−ＢＮやｗ−１３Ｎが
混在するだけで、ｃ−ＢＮの体摩耗性や他の優れた特性
が十分に生かされないという問題を有していた。
この発明の目的は、基体の表面との密着性が良く高硬度
のｃ−ＢＮの薄膜を形成し耐摩耗性を大幅に向上させる
高硬度窒化ホウ素含有薄膜の製造方法を提供することで
ある。
のｃ−ＢＮの薄膜を形成し耐摩耗性を大幅に向上させる
高硬度窒化ホウ素含有薄膜の製造方法を提供することで
ある。
（課題を解決するための手段〕
この発明の高硬度窒化ホウ素含有薄膜の製造方法は、真
空条件下でホウ素含有物質の蒸着と同時または交互に窒
素元素を含むイオンの照射によって基体上にホウ素と窒
素よりなる薄膜を形成する窒化ホウ素含をｙ４膜の製造
方法において、前記薄膜を形成するときの前記イオンの
照射の加速エネルギをＸ （ｅν〕、形成される前記薄
膜中に含まれるホウ素原子（Ｂ）と窒素原子原子（Ｎ）
の粒子数の比（Ｂ／Ｎ組成比）をＹとすると、Ｘ≦１０
００では、 Ｙ≧６．２５ＸＩＯ−４× （Ｘ−２００） ＋２Ｙ≦
１．２５Ｘ １０−３× （Ｘ−２００） ＋４１００
０＜Ｘ≦２０００では、 Ｙ≧５．ＯＸ Ｉ Ｏ−４× （Ｘ−１０００） ＋２
．５Ｙ≦５．０×１０−３× （Ｘ−１０００）＋５２
０００＜Ｘ≦５０００では、 Ｙ≧３．０ Ｙ≦２／３ Ｘ １０づＸ（Ｘ−２０００）＋ｌ ０５
０００ ＜ Ｘ≦１００００では、 Ｙ≧４．０Ｘ１０−４× （Ｘ−５０００）＋３Ｙ≦
１．２×１０−３× （ｘ−５０００）＋１２１００
００＜Ｘ≦４００００では、 Ｙ≧１／３ ｘ １０−３×（Ｘ−１００００）＋５Ｙ
く２／３ｘ１０−３×（Ｘ−１００００）＋１８なる条
件で薄膜を形成することを特徴とするものである。
空条件下でホウ素含有物質の蒸着と同時または交互に窒
素元素を含むイオンの照射によって基体上にホウ素と窒
素よりなる薄膜を形成する窒化ホウ素含をｙ４膜の製造
方法において、前記薄膜を形成するときの前記イオンの
照射の加速エネルギをＸ （ｅν〕、形成される前記薄
膜中に含まれるホウ素原子（Ｂ）と窒素原子原子（Ｎ）
の粒子数の比（Ｂ／Ｎ組成比）をＹとすると、Ｘ≦１０
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１．２５Ｘ １０−３× （Ｘ−２００） ＋４１００
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００＜Ｘ≦４００００では、 Ｙ≧１／３ ｘ １０−３×（Ｘ−１００００）＋５Ｙ
く２／３ｘ１０−３×（Ｘ−１００００）＋１８なる条
件で薄膜を形成することを特徴とするものである。
前述の条件は、イオンの加速エネルギの強度とＢ／Ｎ比
の値とを変化させて窒化ホウ素含有薄膜の試料を種々作
成して構造の分析と硬度を測定し、イオンの照射による
薄膜中に含まれるホウ素粒子のスパッタリングの影響も
考慮して得られた値であり、第１図（ａｌ、 （ｂ）の
斜線の範囲で示される。
の値とを変化させて窒化ホウ素含有薄膜の試料を種々作
成して構造の分析と硬度を測定し、イオンの照射による
薄膜中に含まれるホウ素粒子のスパッタリングの影響も
考慮して得られた値であり、第１図（ａｌ、 （ｂ）の
斜線の範囲で示される。
この第１図（ａ）、 （ｂ）で示されたＢ／Ｎ組成比の
下限つまり下側の折線から下方の範囲の条件で形成した
ホウ素の含有量の少ない窒化ホウ素含有薄膜は、ｈ−Ｂ
Ｎが多くなり薄膜が低硬度となる。また、Ｂ／Ｎ組成比
の上限つまり上側の折線から上方の範囲の条件で形成し
たホウ素の含有量の多い窒化ホウ素含存薄膜は、未反応
のホウ素によって硬度、耐酸化性等の耐腐食性の特性が
低下する。
下限つまり下側の折線から下方の範囲の条件で形成した
ホウ素の含有量の少ない窒化ホウ素含有薄膜は、ｈ−Ｂ
Ｎが多くなり薄膜が低硬度となる。また、Ｂ／Ｎ組成比
の上限つまり上側の折線から上方の範囲の条件で形成し
たホウ素の含有量の多い窒化ホウ素含存薄膜は、未反応
のホウ素によって硬度、耐酸化性等の耐腐食性の特性が
低下する。
さらに、照射エネルギが１００ｅＶより小さい値では、
薄膜の密着力が著しく低下し、４ＱＫｅＶを超えると基
体の表面に欠陥が生じたり、熱的な１員傷を招くからで
ある。
薄膜の密着力が著しく低下し、４ＱＫｅＶを超えると基
体の表面に欠陥が生じたり、熱的な１員傷を招くからで
ある。
また、磁気ヘッドのように高硬度による耐摩耗性の特性
だけでなく摺動性の要求される部位の薄膜形成には、前
述の加速エネルギとＢ／Ｎ組成比との関係を示した第１
図（ａｌ、 （ｂ）の縦軸に示すＢ／Ｎ組成比の斜線範
囲の下限に近い値になるように、Ｂ／Ｎ比の値と加速エ
ネルギを調整することにより、潤滑性を持つｈ−ＢＮを
比較的多く含有するｃ−ＢＮが主体の窒化ホウ素含有薄
膜を形成させることができる。
だけでなく摺動性の要求される部位の薄膜形成には、前
述の加速エネルギとＢ／Ｎ組成比との関係を示した第１
図（ａｌ、 （ｂ）の縦軸に示すＢ／Ｎ組成比の斜線範
囲の下限に近い値になるように、Ｂ／Ｎ比の値と加速エ
ネルギを調整することにより、潤滑性を持つｈ−ＢＮを
比較的多く含有するｃ−ＢＮが主体の窒化ホウ素含有薄
膜を形成させることができる。
この発明の高硬度窒化ホウ素含有薄膜の製造方法は、イ
オンの加速エネルギと、形成される’？Ｊ膜中のホウ素
原子と窒素原子の粒子数の比をＢ／Ｎ比を制御して行う
ことにより、ｃ−ＢＮ構造の窒化ホウ素含有薄膜を形成
することができる。
オンの加速エネルギと、形成される’？Ｊ膜中のホウ素
原子と窒素原子の粒子数の比をＢ／Ｎ比を制御して行う
ことにより、ｃ−ＢＮ構造の窒化ホウ素含有薄膜を形成
することができる。
実Ｊ旧舛−」−
従来例で示した第５図と同じ装置を用いて、ホルダ１に
シリコン基板よりなる基体２を設置して真空装置内を２
Ｘ Ｉ Ｏ−ｈＴｏｒｒ以上の高真空に維持する。基
体２の下方には電子ビームで加熱する蒸発源３の中に純
度９９％のホウ素よりなる蒸発物質４が供給されている
。
シリコン基板よりなる基体２を設置して真空装置内を２
Ｘ Ｉ Ｏ−ｈＴｏｒｒ以上の高真空に維持する。基
体２の下方には電子ビームで加熱する蒸発源３の中に純
度９９％のホウ素よりなる蒸発物質４が供給されている
。
このような構成において、基体２を水冷装置（図示せず
）で冷却しながら基体２に到達するＢ／Ｎ比の値を膜厚
計７と電流測定器８で測定し、そのＢ／Ｎ比の値が７に
なるように蒸発ｉｙｕから蒸発物質４を蒸発させ基体２
に蒸着さゼると同時に、イオン源５に純度５Ｎの窒素ガ
スを供給し５ＫｅＶの加速エネルギで窒素のイオン６を
基体２に照射して、基体２の表面に厚さ３０００人の窒
化ホウ素含存Ｆｌ膜を形成した。なお、基体２に照射す
るイオン６の入射角（基体２の表面に対する垂線とイオ
ン６の照射方向のなす角度）は０°とした。
）で冷却しながら基体２に到達するＢ／Ｎ比の値を膜厚
計７と電流測定器８で測定し、そのＢ／Ｎ比の値が７に
なるように蒸発ｉｙｕから蒸発物質４を蒸発させ基体２
に蒸着さゼると同時に、イオン源５に純度５Ｎの窒素ガ
スを供給し５ＫｅＶの加速エネルギで窒素のイオン６を
基体２に照射して、基体２の表面に厚さ３０００人の窒
化ホウ素含存Ｆｌ膜を形成した。なお、基体２に照射す
るイオン６の入射角（基体２の表面に対する垂線とイオ
ン６の照射方向のなす角度）は０°とした。
このようにして得られた窒化ホウ素含有薄膜を赤外分光
分析により薄膜の組成ならびに構造を分析した結果を第
２図に示す。このチャート図より明らかなように赤外吸
収スペクトルのなかで１０８１０８Ｏ’の吸収ピークが
最も強く現れ、形成されたｉｉｉ膜の窒化ホウ素の構造
がｃ−ＢＮ主体であることが確認できる。また、窒化ホ
ウ素含有薄膜中のホウ素原子と窒素原子の粒子数比（以
下、Ｂ／Ｎ組成比と略す）をＸ線光分光法により測定し
たところ５．５であった。なお、この窒化ホウ素含有薄
膜の５ｇｆ荷Ｍ＠小ビッカース硬度計による硬度は５０
００）１νであった。
分析により薄膜の組成ならびに構造を分析した結果を第
２図に示す。このチャート図より明らかなように赤外吸
収スペクトルのなかで１０８１０８Ｏ’の吸収ピークが
最も強く現れ、形成されたｉｉｉ膜の窒化ホウ素の構造
がｃ−ＢＮ主体であることが確認できる。また、窒化ホ
ウ素含有薄膜中のホウ素原子と窒素原子の粒子数比（以
下、Ｂ／Ｎ組成比と略す）をＸ線光分光法により測定し
たところ５．５であった。なお、この窒化ホウ素含有薄
膜の５ｇｆ荷Ｍ＠小ビッカース硬度計による硬度は５０
００）１νであった。
実施例−１
イオン６の加速エネルギを５００ｅＶ一定としてＢ／Ｎ
比の値を１．３．５と変化させ、他の条件は実施例１と
同一にして基体２の表面に窒化ホウ素含有薄膜を形成さ
せ試料ｄ、ｅ、ｒとした。
比の値を１．３．５と変化させ、他の条件は実施例１と
同一にして基体２の表面に窒化ホウ素含有薄膜を形成さ
せ試料ｄ、ｅ、ｒとした。
このようにして得られた各窒化ホウ素含有薄膜の試料ｄ
、ｅ、ｆのＢ／Ｎ組成比と５ｇｆ荷重微小ビッカース硬
度とを下記の表−１に、赤外分光分析の赤外吸収スペク
トルを第３図に示す。
、ｅ、ｆのＢ／Ｎ組成比と５ｇｆ荷重微小ビッカース硬
度とを下記の表−１に、赤外分光分析の赤外吸収スペク
トルを第３図に示す。
表−１
このように、イオン６を５００ｅＶの加速エネルギで照
射しＢ／Ｎ比の値を変化させてＢ／Ｎ組成比を変えた窒
化ホウ素含有薄膜の試料ｄ、ｅ、ｆのなかで、赤外吸収
スペクトルの１０８０ｃ＋＋＋−’の吸収ピークが最も
強く現れた試料ｅがｃ−ＢＮを多く含む構造であり硬度
が高いことがわかる。
射しＢ／Ｎ比の値を変化させてＢ／Ｎ組成比を変えた窒
化ホウ素含有薄膜の試料ｄ、ｅ、ｆのなかで、赤外吸収
スペクトルの１０８０ｃ＋＋＋−’の吸収ピークが最も
強く現れた試料ｅがｃ−ＢＮを多く含む構造であり硬度
が高いことがわかる。
丈將凱−主
イオン６の加速エネルギを１０ ＫｅＶ一定としてＢ／
Ｎ比の値を３．１０．１５と変化させ、他の条件は実施
例１と同一にして基体２の表面に窒化ホウ素含有薄膜を
形成させ試料ｇ、ｈ、ｉとした。
Ｎ比の値を３．１０．１５と変化させ、他の条件は実施
例１と同一にして基体２の表面に窒化ホウ素含有薄膜を
形成させ試料ｇ、ｈ、ｉとした。
このようにして得られた各窒化ホウ素含有薄膜の試料ｇ
、ｈ、ｉのＢ／Ｎ組成比と５ｇｆ荷重微小ビッカース硬
度とを下記の表−２に、赤外分光分析の赤外吸収スペク
トルを第４図に示す。
、ｈ、ｉのＢ／Ｎ組成比と５ｇｆ荷重微小ビッカース硬
度とを下記の表−２に、赤外分光分析の赤外吸収スペク
トルを第４図に示す。
このように、イオン６をｌ ＯＫｅＶの加速エネルギで
照射しＢ／Ｎ比の値を変化させてＢ／Ｎ組成比を変えた
窒化ホウ素含有薄膜の試料ｇ、 ｈのなかで、試料ｉ
の薄膜が赤外吸収スペクトルの１３８０ｃｍ−’と７８
０ｃｍ−’の吸収ピークが弱く、１０８１０８Ｏ’の吸
収ピークが最も強いことがらＣＢＮを多く含む構造であ
り硬度が高いことがわかる。
照射しＢ／Ｎ比の値を変化させてＢ／Ｎ組成比を変えた
窒化ホウ素含有薄膜の試料ｇ、 ｈのなかで、試料ｉ
の薄膜が赤外吸収スペクトルの１３８０ｃｍ−’と７８
０ｃｍ−’の吸収ピークが弱く、１０８１０８Ｏ’の吸
収ピークが最も強いことがらＣＢＮを多く含む構造であ
り硬度が高いことがわかる。
さらに、各実施例ではイオン６を基体２に照射する角度
を基体２に対する垂線に対して０°となるように照射し
たが特に限定するものでなく、基体２の材質もシリコン
に限らず各種金属材料、セラミック材料、高分子材料等
の材料を用いても良い。
を基体２に対する垂線に対して０°となるように照射し
たが特に限定するものでなく、基体２の材質もシリコン
に限らず各種金属材料、セラミック材料、高分子材料等
の材料を用いても良い。
〔発明の効果］
この発明の高硬度窒化ホウ素含有薄膜の製造方法は、イ
オンの加速エネルギを調整して基体の表面に照射される
Ｂ／Ｎ比の値を制？７１１ することにより、ｃ−ＢＮ
構造で基体との密着性が良く高硬度の窒化ホウ素含有薄
膜を得ることができる。
オンの加速エネルギを調整して基体の表面に照射される
Ｂ／Ｎ比の値を制？７１１ することにより、ｃ−ＢＮ
構造で基体との密着性が良く高硬度の窒化ホウ素含有薄
膜を得ることができる。
第１図（ａ）、 （ｂ）はこの発明の高硬度窒化ホウ素
含有薄膜の製造方法におけるＢ／Ｎ組成比と加速エネル
ギとの関係を示すグラフ図、第２図は実施例１で得られ
た高硬度窒化ホウ素含有薄膜の赤外吸収スペクトルのチ
ャート図、第３図は実施例２で得られた高硬度窒化ホウ
素含有薄膜の赤外吸収スペク［・ルのチャート図、第４
図は実施例３で得られた高硬度窒化ホウ素含有薄膜の赤
外吸収スペクトルのチャート図、第５図は高硬度窒化ホ
ウ素含有薄膜の製造装置の概念図、第６図は従来例の高
硬度窒化ホウ素含有薄膜の赤外吸収スペクトルのチャー
ト図、第７図は他の従来例の高硬度窒化ホウ素含有薄膜
の赤外吸収スペクトルのチャート図である。 ｌ・・・ホルダ、２・・・基体、３・・・茎発源、４・
・・蒸発物質、５・・・イオン源、６・・・イオン、７
・・・膜厚計、８・・・電流測定器 線 第 ５ 図 第 図 １３８も、 ８０− ｎ
含有薄膜の製造方法におけるＢ／Ｎ組成比と加速エネル
ギとの関係を示すグラフ図、第２図は実施例１で得られ
た高硬度窒化ホウ素含有薄膜の赤外吸収スペクトルのチ
ャート図、第３図は実施例２で得られた高硬度窒化ホウ
素含有薄膜の赤外吸収スペク［・ルのチャート図、第４
図は実施例３で得られた高硬度窒化ホウ素含有薄膜の赤
外吸収スペクトルのチャート図、第５図は高硬度窒化ホ
ウ素含有薄膜の製造装置の概念図、第６図は従来例の高
硬度窒化ホウ素含有薄膜の赤外吸収スペクトルのチャー
ト図、第７図は他の従来例の高硬度窒化ホウ素含有薄膜
の赤外吸収スペクトルのチャート図である。 ｌ・・・ホルダ、２・・・基体、３・・・茎発源、４・
・・蒸発物質、５・・・イオン源、６・・・イオン、７
・・・膜厚計、８・・・電流測定器 線 第 ５ 図 第 図 １３８も、 ８０− ｎ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 真空条件下でホウ素含有物質の蒸着と同時または交互に
窒素元素を含むイオンの照射によって基体上にホウ素と
窒素よりなる薄膜を形成する窒化ホウ素含有薄膜の製造
方法において、 前記薄膜を形成するときの前記イオンの照射の加速エネ
ルギをＸ〔ｅＶ〕、形成される前記薄膜中に含まれるホ
ウ素原子（Ｂ）と窒素原子原子（Ｎ）の粒子数の比（Ｂ
／Ｎ組成比）をＹとすると、Ｘ≦１０００では、 Ｙ≧６．２５×１０＾−＾４×（Ｘ−２００）＋２Ｙ≦
１．２５×１０＾−＾３×（Ｘ−２００）＋４１０００
＜Ｘ≦２０００では、 Ｙ≧５．０×１０＾−＾４×（Ｘ−１０００）＋２．５
Ｙ≦５．０×１０＾−＾３×（Ｘ−１０００）＋５２０
００＜Ｘ≦５０００では、 Ｙ≧３．０ Ｙ≦２／３×１０＾−＾３×（Ｘ−２０００）＋１０５
０００＜Ｘ≦１００００では、 Ｙ≧４．０×１０＾−＾４×（Ｘ−５０００）＋３Ｙ≦
１．２×１０＾−＾３×（Ｘ−５０００）＋１２１００
００＜Ｘ≦４００００では、 Ｙ≧１／３×１０＾−＾４×（Ｘ−１００００）＋５Ｙ
≦２／３×１０＾−＾４×（Ｘ−１００００）＋１８な
る条件で薄膜を形成することを特徴とする高硬度窒化ホ
ウ素含有薄膜の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33210889A JPH03191050A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 高硬度窒化ホウ素含有薄膜の製造方法 |
| DE69021337T DE69021337T2 (de) | 1989-11-17 | 1990-11-16 | Verfahren zum Bilden einer Bornitrid enthaltenden Borschicht, Magnetkopf und Verfahren zu dessen Herstellung. |
| EP90121978A EP0429993B1 (en) | 1989-11-17 | 1990-11-16 | Method of forming thin film containing boron nitride, magnetic head and method of preparing said magnetic head |
| KR1019900018645A KR100232922B1 (ko) | 1989-11-17 | 1990-11-17 | 질화붕소함유 박막형성방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33210889A JPH03191050A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 高硬度窒化ホウ素含有薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03191050A true JPH03191050A (ja) | 1991-08-21 |
Family
ID=18251242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33210889A Pending JPH03191050A (ja) | 1989-11-17 | 1989-12-20 | 高硬度窒化ホウ素含有薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03191050A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015046437A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 日本電信電話株式会社 | 立方晶窒化ホウ素薄膜の製造方法、および立方晶窒化ホウ素薄膜 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60169559A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 高硬度窒化ホウ素膜の製法 |
| JPS6134173A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 高硬度窒化ホウ素膜の製造方法 |
-
1989
- 1989-12-20 JP JP33210889A patent/JPH03191050A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60169559A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 高硬度窒化ホウ素膜の製法 |
| JPS6134173A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 高硬度窒化ホウ素膜の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015046437A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 日本電信電話株式会社 | 立方晶窒化ホウ素薄膜の製造方法、および立方晶窒化ホウ素薄膜 |
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