JPH054807A - Production of boron nitride film - Google Patents
Production of boron nitride filmInfo
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- JPH054807A JPH054807A JP15178091A JP15178091A JPH054807A JP H054807 A JPH054807 A JP H054807A JP 15178091 A JP15178091 A JP 15178091A JP 15178091 A JP15178091 A JP 15178091A JP H054807 A JPH054807 A JP H054807A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超硬工具、絶縁膜、熱
伝導膜、半導体などに用いる立方晶窒化硼素膜の製造方
法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a cubic boron nitride film used for cemented carbide tools, insulating films, heat conductive films, semiconductors and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】立方晶窒化硼素(以下c−BNとも呼
ぶ)を気相から合成する方法としては、例えば次の三つ
の公知技術がある。 特開昭60−181626号公
報に記載される硼素を含有する蒸発源から基体上に硼素
を蒸着させると共に、少なくとも窒素を含むイオン種を
発生するイオン発生源から基体上に該含有イオン種を照
射して、該基体上に窒化硼素を生成させる立方晶窒化硼
素膜の製造方法。 H2 +N2 プラズマによるボロン
の化学輸送を行うことによって、基体上に立方晶窒化硼
素を生成する方法〔文献1:コマツほか、ジャーナル
オブ マテリアルズ サイエンス レターズ、Journalo
f Materials Science Letters ,4(1985)pp5
1−54〕。 HCD(Hollow cathode Discharge
ホロウカソード陰極放電)ガンにてボロンを蒸発させな
がら、ホロー電極からN2 をイオン化して基板に照射
し、基板には高周波を印加してセルフバイアス効果を持
たせ、当該基板上に窒化硼素を生成する方法〔文献2:
イナガワほか、プロシーディングス オブ 9ス シン
ポジウム オン イオン ソース アシステッド テク
ノロジー、Proceedings of9th Symposium on Ion Assis
ted Technology, ' 85,東京,pp299−302
(1985)〕。2. Description of the Related Art As a method for synthesizing cubic boron nitride (hereinafter also referred to as c-BN) from a vapor phase, there are, for example, the following three known techniques. As described in JP-A-60-181626, boron is vapor-deposited on a substrate from an evaporation source containing boron, and at the same time, the substrate is irradiated with the contained ion species from an ion generation source that generates ion species containing at least nitrogen. Then, a method for producing a cubic boron nitride film, in which boron nitride is produced on the substrate. Method for producing cubic boron nitride on a substrate by chemically transporting boron by H 2 + N 2 plasma [Reference 1: Komatsu et al., Journal
Of Materials Science Letters, Journalo
f Materials Science Letters, 4 (1985) pp5
1-54]. HCD (Hollow cathode Discharge
Hollow cathode cathode discharge) While vaporizing boron with a gun, N 2 is ionized from the hollow electrode to irradiate the substrate, a high frequency is applied to the substrate to have a self-bias effect, and boron nitride is deposited on the substrate. Method of generation [Reference 2:
Inagawa and others, Proceedings of 9th Symposium on Ion Assis
ted Technology, '85, Tokyo, pp299-302
(1985)].
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前記いずれの方法にお
いても、現状では結晶性の優れた立方晶窒化硼素が得ら
れているとは言い難い。即ち従来の製法ではc−BNだ
けからなる単一相の膜は得られておらず、六方晶窒化硼
素(以下h−BNとも記す)および/または非晶質窒化
硼素を含む膜である。本発明はこのような従来法の欠点
を解消し、高純度の立方晶窒化硼素薄膜を基体表面に高
速で生成、析出できる新規な窒化硼素膜の製造方法を提
供することを目的とする。In any of the above methods, it is hard to say that cubic boron nitride having excellent crystallinity is obtained at present. That is, a single-phase film made of c-BN alone has not been obtained by the conventional manufacturing method, and is a film containing hexagonal boron nitride (hereinafter also referred to as h-BN) and / or amorphous boron nitride. It is an object of the present invention to solve the drawbacks of the conventional method and to provide a novel method for producing a boron nitride film capable of producing and depositing a high-purity cubic boron nitride thin film on the surface of a substrate at high speed.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、本発明では硼素原子を含むターゲットにエキシ
マレーザー光を照射し、窒素原子を含むガス雰囲気で該
ターゲットに対向して配置した基体上に立方晶窒化硼素
膜を合成する方法において、該レーザー照射によって生
成した粒子に150nm〜360nmの波長を有するレ
ーザー光を照射することを特徴とする窒化硼素膜の製造
方法を提供するものである。As a means for solving the above-mentioned problems, in the present invention, a target containing boron atoms is irradiated with excimer laser light, and a substrate arranged facing the target in a gas atmosphere containing nitrogen atoms. In the method for synthesizing a cubic boron nitride film, a method for producing a boron nitride film, characterized in that the particles produced by the laser irradiation are irradiated with laser light having a wavelength of 150 nm to 360 nm.
【0005】以下、図面を基に本発明を詳細に説明す
る。図1は本発明の一具体例を示す概念図である。ター
ゲットホルダー2上に設置されたターゲット3と、これ
に対向して基体ホルダー4上に基体5が成膜チャンバー
1内に配置されている。ターゲット3としては硼素の単
体、六方晶窒化硼素(h−BN)、パイロリティックB
N(p−BNと呼ぶ)、c−BNの単結晶あるいは多結
晶体、H3 BO3 などが用いられる。基体5はヒーター
6によって300℃〜1300℃に加熱される。成膜チ
ャンバー1にはN2 、NH3 等の窒素原子を含むガス
や、H2 、F2 、CF4 などの水素あるいは弗素を含む
ガス、He、Arなどの不活性ガスがガス供給装置7か
ら導入される。成膜圧力は10-5Torr〜10Tor
rとする。エキシマレーザー装置8より発光させたレー
ザー光は最初にビームスプリッター9を用いて分岐さ
せ、一方のレーザー光13を集光レンズ10により集光
して入射窓11を通して成膜チャンバー1内のターゲッ
ト3表面に照射させる。ターゲット表面におけるレーザ
ーパワー密度は0.5Jcm-2〜100Jcm-2の範囲
とする。もう一方のレーザー光14はレーザー光用反射
鏡12及び集光レンズ10を用いてターゲット3と基体
5との間に照射し、レーザー光13によってターゲット
から生じた励起種15(一般にプルームと呼ばれる;以
下プルームと記す)にレーザー光が照射されるようにす
る。この時のレーザーパワー密度は0.1〜20Jcm
-2の範囲とする。なお、プルームに照射するレーザー光
14はターゲット3表面に照射するレーザー13と異な
る波長のレーザー16を用いてもよい。この場合はレー
ザー光の波長は150nm〜360nmであることが必
要である。またプルームに照射するレーザーはパルスレ
ーザーに限らず連続光源の物でもよい。ターゲットに照
射するレーザーとは異なるレーザーを用いてプルームに
レーザー光を照射する場合の一具体例を図2に示す。こ
のような手法によりc−BN膜の製造が可能になる。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a specific example of the present invention. A target 3 placed on a target holder 2 and a substrate 5 on a substrate holder 4 facing the target 3 are arranged in the film forming chamber 1. As the target 3, simple substance of boron, hexagonal boron nitride (h-BN), pyrolytic B
(Referred to as p-BN) N, single crystal or polycrystal c-BN, etc. H 3 BO 3 is used. The substrate 5 is heated to 300 ° C. to 1300 ° C. by the heater 6. In the film forming chamber 1, a gas containing nitrogen atoms such as N 2 and NH 3 , a gas containing hydrogen or fluorine such as H 2 , F 2 and CF 4, and an inert gas such as He and Ar are supplied by the gas supply device 7. Introduced from. Film formation pressure is 10 -5 Torr to 10 Tor
Let r. The laser light emitted from the excimer laser device 8 is first branched using the beam splitter 9, and one laser light 13 is condensed by the condenser lens 10 and passed through the entrance window 11 to the surface of the target 3 in the film forming chamber 1. To irradiate. The laser power density on the target surface is in the range of 0.5 Jcm -2 to 100 Jcm -2 . The other laser light 14 is irradiated between the target 3 and the substrate 5 by using the laser light reflecting mirror 12 and the condenser lens 10, and the excited species 15 (generally called plume; generated from the target by the laser light 13). The plume) will be irradiated with laser light. The laser power density at this time is 0.1 to 20 Jcm.
The range is -2 . The laser light 14 for irradiating the plume may use a laser 16 having a wavelength different from that of the laser 13 for irradiating the surface of the target 3. In this case, the wavelength of the laser light needs to be 150 nm to 360 nm. Further, the laser for irradiating the plume is not limited to the pulse laser and may be a continuous light source. FIG. 2 shows a specific example in which the plume is irradiated with laser light using a laser different from the laser used for irradiating the target. By such a method, the c-BN film can be manufactured.
【0006】[0006]
【作用】エキシマレーザーは紫外線領域に発振波長を有
しており、現在市販されているものとしてはF2 (15
7nm)、ArF(193nm)、KrCl(222n
m)、KrF(248nm)、XeCl(308n
m)、XeF(351nm)などの種類がある。本発明
においてこれらのエキシマレーザーを用いる理由は、ま
ず第一に光子一個の持つエネルギーが大きいことが挙げ
られる。例えばArFエキシマレーザーの場合は、発振
波長が193nmであり、これは6.42eVのエネル
ギーに相当する。一方、エキシマレーザー以外の工業用
レーザーとして通常使用されているCO2 レーザーで
は、発振波長が10.6μmであり、これは高々0.1
2eVのエネルギーでしかない。第二にレーザー光はレ
ンズなどの光学系を用いて集光できるため、更にエネル
ギー密度を高めることができる。このような高エネルギ
ーなレーザーを照射することによりターゲットが分解さ
れ、発光を伴うプルームが生成されて、窒化硼素の合成
が可能となる。しかしこのようにして得られた窒化硼素
膜はh−BNおよび非晶質窒化硼素を含む結晶性の悪い
c−BNとなる。本発明者らの知見によれば、レーザー
を照射したことによってターゲットから生じたプルーム
に更にレーザー光を照射することによってプルームが更
なる励起をされることが、結晶性のよいc−BN生成に
重要であることが判明した。[Function] The excimer laser has an oscillation wavelength in the ultraviolet region, and F 2 (15
7 nm), ArF (193 nm), KrCl (222n)
m), KrF (248 nm), XeCl (308n
m) and XeF (351 nm). The reason for using these excimer lasers in the present invention is that, first of all, one photon has a large energy. For example, in the case of ArF excimer laser, the oscillation wavelength is 193 nm, which corresponds to energy of 6.42 eV. On the other hand, a CO 2 laser which is usually used as an industrial laser other than the excimer laser has an oscillation wavelength of 10.6 μm, which is 0.1 at most.
The energy is only 2 eV. Secondly, since the laser light can be condensed by using an optical system such as a lens, the energy density can be further increased. By irradiating such a high-energy laser, the target is decomposed and a plume accompanied by light emission is generated, whereby boron nitride can be synthesized. However, the boron nitride film thus obtained becomes c-BN containing h-BN and amorphous boron nitride and having poor crystallinity. According to the findings of the present inventors, the plume is further excited by further irradiating the plume generated from the target by irradiating the laser with the laser beam, which leads to the production of c-BN having good crystallinity. It turned out to be important.
【0007】本発明において、ターゲット表面における
レーザーパワー密度は、ターゲットと基体間距離などに
もよるが、0.5Jcm-2〜100Jcm-2が好適であ
る。パワーが上記範囲より低すぎるとターゲットから分
解された粒子の励起が不十分になり、また膜成長速度が
小さくなる。一方高すぎるとクラスターが多く発生し、
良好な立方晶窒化硼素の成膜が行えなくなるためであ
る。[0007] In the present invention, the laser power density on the target surface, depending like the target and the substrate distance, 0.5Jcm -2 ~100Jcm -2 are preferred. If the power is lower than the above range, the particles decomposed from the target will be insufficiently excited and the film growth rate will be low. On the other hand, if it is too high, many clusters will occur,
This is because a good cubic boron nitride film cannot be formed.
【0008】一方プルームに照射するレーザー光のパワ
ー密度は0.1cm-2〜20Jcm -2が好ましい。0.
1cm-2未満では基体にレーザー光を照射する効果が極
めて小さくなる。また20Jcm-2よりも強い場合に
は、レーザーの照射圧によりプルームの飛ぶ方向が大き
く曲げられてしまうばかりでなく、プルーム自体が活性
化され過ぎてしまい、かえって非晶質成分が多くなって
しまう。On the other hand, the power of the laser light applied to the plume
ー Density is 0.1cm-2~ 20 Jcm -2Is preferred. 0.
1 cm-2If it is less than the following, the effect of irradiating the substrate with laser light is extremely high.
Become smaller. 20 Jcm-2If stronger than
Is the direction in which the plume flies due to the irradiation pressure of the laser.
Not only is it bent, but the plume itself is active
Too much, and rather the amount of amorphous components increased
End up.
【0009】またプルームに照射するレーザー光の波長
は150nm〜360nmが好適である。150nm以
下では成膜チェンバ内の窒素原子含有気体によってレー
ザー光が吸収されてしまい、実際にプルームにはレーザ
ー光が照射されないため本発明の効果がない。360n
mより長い波長では照射されるレーザー光の光子エネル
ギーが小さくなる(360nmの場合で3.53e
V)。プルーム中には完全に原子まで分解されないクラ
スタが存在するが、このクラスタを分解するためにはク
ラスタを構成する原子同士の結合を切断するのに十分な
エネルギーの光子を照射する必要がある。BNの場合は
7eV程度の結合エネルギーを持つため、3.53eV
のエネルギーを持つ360nmの波長のレーザーならば
2光子吸収が起きればよい。しかし360nmよりも長
い波長を持つレーザーでは3光子以上の吸収が同時に起
こらねばならず、この3光子以上の同時吸収が存在する
確率は低いためにプルーム中のクラスタに360nmよ
りも長い波長のレーザーを照射してもプルームの励起に
はほとんど寄与せず、本発明の効果が低い。またBNの
場合、360nmよりも長い波長に対しては吸収が極め
て小さく、この理由においても本発明の効果が低くな
る。The wavelength of the laser beam for irradiating the plume is preferably 150 nm to 360 nm. If the thickness is 150 nm or less, the laser beam is absorbed by the nitrogen atom-containing gas in the film forming chamber, and the plume is not actually irradiated with the laser beam, so that the effect of the present invention is not obtained. 360n
At wavelengths longer than m, the photon energy of the emitted laser light becomes small (3.53e at 360 nm).
V). There are clusters in the plume that are not completely decomposed into atoms, but in order to decompose these clusters, it is necessary to irradiate photons with sufficient energy to break the bonds between the atoms that make up the clusters. In the case of BN, it has a binding energy of about 7 eV, so 3.53 eV
In the case of a laser having a wavelength of 360 nm having the energy of, two-photon absorption may occur. However, lasers with wavelengths longer than 360 nm must simultaneously absorb more than three photons, and the probability of simultaneous absorption of more than three photons is low, so clusters in the plume have lasers with wavelengths longer than 360 nm. The irradiation hardly contributes to the excitation of the plume, and the effect of the present invention is low. Further, in the case of BN, absorption is extremely small for wavelengths longer than 360 nm, and for this reason also the effect of the present invention becomes low.
【0010】なお、プルームに照射するレーザーはプル
ームに照射されていればよいが、特に105 cm・se
c-1程度よりも低い速度を有するプルーム構成粒子に対
して照射することが好ましい。従ってプルームに照射さ
れるレーザー光のプルーム上での位置とターゲットとの
距離をdとすると(図2参照)、d=0mmの場合には
ターゲットに照射するレーザーとプルームに照射するレ
ーザーとをほぼ同時に照射することがよいが(本発明者
らの検討によればd=0mmでは200nsec.程度
遅くプルームにレーザーを照射することが最も好まし
い)、d=10mmの場合には10μsec.程度遅く
プルームにレーザーを照射することが好ましい。[0010] Incidentally, the irradiating laser to the plume only to be irradiated in the plume but, in particular 10 5 cm · se
It is preferable to irradiate plume constituent particles having a velocity lower than about c −1 . Therefore, if the distance between the position of the laser beam radiated to the plume on the plume and the target is d (see FIG. 2), when d = 0 mm, the laser radiated to the target and the laser radiated to the plume are almost the same. Irradiation is preferably performed at the same time (according to the studies made by the present inventors, it is most preferable to irradiate the plume with a laser about 200 nsec. Late at d = 0 mm), but 10 μsec. At d = 10 mm. It is preferable to irradiate the plume with a laser about as slowly as possible.
【0011】本発明において、成膜圧力は他の製造条件
特に基板とターゲットとの距離によって適宜選択される
ものであるが、10-5Torr〜10Torrが好適で
ある。これよりも高い圧力ではプルームが基板に到達し
難く、また気体分子と多く衝突することによりプルーム
を構成する粒子が励起状態から基底状態へ落ちてしまう
ためにc−BNを合成しにくい。10-5Torrよりも
低い圧力ではターゲット中の窒素が抜け易く、できた膜
のB:N比も化学量論比からずれてしまう。In the present invention, the film forming pressure is appropriately selected depending on other manufacturing conditions, particularly the distance between the substrate and the target, but 10 -5 Torr to 10 Torr is preferable. At a pressure higher than this, the plume is unlikely to reach the substrate, and the particles that make up the plume fall from the excited state to the ground state due to many collisions with gas molecules, making it difficult to synthesize c-BN. At a pressure lower than 10 -5 Torr, nitrogen in the target is easily released, and the B: N ratio of the formed film also deviates from the stoichiometric ratio.
【0012】本発明におけるレーザーのターゲットへの
照射角度は、本発明者らの検討によると、ターゲット面
に対して30°±30°が好適である。理由は定かでな
いが、この照射角度以外ではきわめて結晶化度の低いc
−BNしか合成できない。According to the studies conducted by the present inventors, the irradiation angle of the laser in the present invention to the target is preferably 30 ° ± 30 ° with respect to the target surface. The reason is not clear, but the crystallinity is extremely low except for this irradiation angle.
-Only BN can be synthesized.
【0013】本発明においてはターゲットと基体との距
離も成膜パラメータとして重要である。他のパラメータ
にも依存するが、通常10mm〜150mmに保たれ
る。その理由は10mm未満では成膜速度が高すぎて膜
中B量が増加してしまうためであり、150mmを越え
ると発光を伴う励起種が基体に届き難くなり、また成膜
速度が極端に低くなり実用的でないからである。本発明
においてこれらレーザーパワー、成膜圧力、ターゲット
と基体間距離は相互に関連して気相反応を制御してお
り、所望の値を選択することができる。In the present invention, the distance between the target and the substrate is also important as a film forming parameter. It is usually kept between 10 mm and 150 mm, depending on other parameters. The reason is that if the thickness is less than 10 mm, the film formation rate is too high and the amount of B in the film increases, and if it exceeds 150 mm, it becomes difficult for excited species accompanied by light emission to reach the substrate, and the film formation rate is extremely low. Because it is not practical. In the present invention, the laser power, the film forming pressure, and the distance between the target and the substrate are mutually related to control the gas phase reaction, and a desired value can be selected.
【0014】基体温度は、結晶生成のパラメータとして
重要である。本発明においては室温でもc−BN結晶を
含む膜の生成がみられた。しかし更なる結晶性向上のた
めには、300℃〜1300℃の基体加熱をすることが
好ましい。300℃未満では、膜成長面での到達粒子の
マイグレーションが十分に行われず非晶質成分が増加す
る。1300℃を越えると六方晶成分が増加し、また基
体の耐熱性自体が問題となる場合が多く、実用的でな
い。なお実施例にはないが、基体に高周波または直流の
電圧を適宜印加する。The substrate temperature is important as a parameter for crystal formation. In the present invention, formation of a film containing a c-BN crystal was observed even at room temperature. However, in order to further improve the crystallinity, it is preferable to heat the substrate at 300 ° C to 1300 ° C. If the temperature is lower than 300 ° C., the migration of the reaching particles on the film growth surface is not sufficiently performed, and the amorphous component increases. If it exceeds 1300 ° C., the hexagonal crystal component increases, and the heat resistance of the substrate often becomes a problem, which is not practical. Although not shown in the example, a high frequency or direct current voltage is appropriately applied to the substrate.
【0015】本発明に用いる基体は、当事者がその目的
に応じて適宜選択できるものであり、特に限定されるわ
けではないが、Si、ダイヤモンド、Mo、WC、鉄系
材料、Si3 N4 などのセラミックス等を基体として立
方晶窒化硼素膜を合成できる。The substrate used in the present invention can be appropriately selected by the parties according to its purpose, and is not particularly limited, but Si, diamond, Mo, WC, iron-based materials, Si 3 N 4, etc. A cubic boron nitride film can be synthesized using the ceramics or the like as a substrate.
【0016】[0016]
【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、これに限定されるものではない。図1または図2
の装置により基体にSiを用いて立方晶窒化硼素膜を以
下の製造条件で作製した。表1に成膜条件及びX線回折
〔111回折ピークの半値幅:2θの角度〕の結果、お
よび赤外吸収スペクトルから求めたc−BN/h−BN
ピーク比、膜の組成分析(B:Nの比)の結果を示す。 製造条件 エキシマレーザー:Fe(157nm)、ArF(19
3nm)、KrF(248nm)またはXeF(351
nm) ターゲット:h−BN、c−BN多結晶体(Tc−B
N)、H3 BO3 、Bガス:N2 、NH3 :H2 、
F2 、Ar等 ガス圧:5×10-3Torr 基体:Si ターゲット−基体間距離:30mm 基体温度:650℃EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the invention is not limited thereto. 1 or 2
A cubic boron nitride film was prepared by using the above apparatus using Si as a substrate under the following manufacturing conditions. Table 1 shows the film forming conditions, the results of X-ray diffraction [half-width of 111 diffraction peak: angle of 2θ], and c-BN / h-BN obtained from infrared absorption spectrum.
The results of peak ratio and film composition analysis (B: N ratio) are shown. Manufacturing conditions Excimer laser: Fe (157 nm), ArF (19
3 nm), KrF (248 nm) or XeF (351
nm) Target: h-BN, c-BN polycrystal (Tc-B)
N), H 3 BO 3, B gas: N 2, NH 3: H 2,
F 2 , Ar, etc. Gas pressure: 5 × 10 −3 Torr Substrate: Si target-substrate distance: 30 mm Substrate temperature: 650 ° C.
【0017】なお図1または図2の装置でプルームにレ
ーザー光を照射せず、そのほかの条件は実施例1、4、
20、21、26と同一にした例を各々比較例1、2、
3、4、5とし、この結果も表1に示す。また比較例2
として、特開昭60−181262号公報に提案される
IVD法(Ion Vapor Deposition法:硼素を含有する蒸
発源から基体上に硼素を蒸着させると共に、少なくとも
窒素を含むイオン種を発生せしめるイオン発生源から基
体上にイオン種を照射して、該基体上に窒化硼素を成膜
させる製法。該イオン種のイオン加速エネルギーを該イ
オン種の原子当り5〜100eVとし、該イオン種より
低エネルギーレベルに活性化された窒素原子または窒素
化合物の雰囲気中で蒸着及び照射を行う方法)に従い、
以下の条件で窒化硼素膜を試作したものを実施例1と同
様に評価した。この結果も表1に示す。 製造条件 蒸発源:B(硼素)金属 N2 + 加速エネルギー:15eV N2 雰囲気圧力:4×10-5Torr 基体:Si 基体温度:400℃The plume was not irradiated with the laser beam in the apparatus shown in FIG. 1 or 2, and the other conditions were as in Examples 1, 4 and
Comparative examples 1, 2, and
The results are shown in Table 1. Comparative Example 2
JP-A-60-181262 proposes an IVD method (Ion Vapor Deposition method: an ion source for depositing boron on a substrate from an evaporation source containing boron and generating an ion species containing at least nitrogen). A method for irradiating a substrate with ionic species to form a film of boron nitride on the substrate, the ion acceleration energy of the ionic species being 5 to 100 eV per atom of the ionic species, which is lower than the ionic species. According to the method of performing vapor deposition and irradiation in an atmosphere of activated nitrogen atoms or nitrogen compounds),
A trial production of a boron nitride film under the following conditions was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1. Manufacturing conditions Evaporation source: B (boron) metal N 2 + acceleration energy: 15 eV N 2 atmosphere pressure: 4 × 10 −5 Torr Substrate: Si Substrate temperature: 400 ° C.
【0018】[0018]
【表1】 [Table 1]
【表2】 [Table 2]
【表3】 [Table 3]
【0019】表1の結果から本発明によればh−BN成
分がなく、X線回折ピークの半値幅が小さく(平均して
1.8°→1.2°)結晶性のよい、また化学量論比の
高品質c−BN膜が得られることが明らかに分かる。From the results of Table 1, according to the present invention, there is no h-BN component, the half width of the X-ray diffraction peak is small (1.8 ° → 1.2 ° on average), and the crystallinity is good, and the chemical property is high. It is clearly seen that a high quality c-BN film with a stoichiometric ratio is obtained.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では硼素原
子を含むターゲットにエキシマレーザー光を照射し、窒
素原子を含むガス雰囲気で該ターゲットに対向して配置
した基体上に立方晶窒化硼素膜を合成する方法におい
て、レーザー照射によって生成した粒子に再度150n
m〜360nmの波長のレーザー光を照射するという手
段により高品質な立方晶窒化硼素膜を安定して得ること
ができる。As described above, according to the present invention, a target containing boron atoms is irradiated with an excimer laser beam, and a cubic boron nitride film is formed on a substrate arranged facing the target in a gas atmosphere containing nitrogen atoms. In the method of synthesizing
A high-quality cubic boron nitride film can be stably obtained by means of irradiating a laser beam having a wavelength of m to 360 nm.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の方法を実施するのに適するシステムの
一実施態様を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a system suitable for performing the method of the present invention.
【図2】本発明の方法を実施するのに適するシステムの
他の実施態様を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing another embodiment of a system suitable for carrying out the method of the present invention.
1:成膜チャンバー 2:ターゲットホルダー 3:ターゲット 4:基体ホルダー 5:基体 6:ヒーター 7:ガス供給装置 8:エキシマレーザー 9:ビームスプリッター 10:集光レンズ 11:入射窓 12:レーザー光用反射鏡 13:レーザー光 14:レーザー光 15:プルーム 16:プルーム照射用エキシマレーザー 1: Deposition chamber 2: Target holder 3: Target 4: Substrate holder 5: Substrate 6: Heater 7: Gas supply device 8: Excimer laser 9: Beam splitter 10: Condenser lens 11: Incident window 12: Reflection for laser light Mirror 13: Laser light 14: Laser light 15: Plume 16: Excimer laser for plume irradiation
Claims (1)
ーザー光を照射し、窒素原子を含むガス雰囲気で該ター
ゲットに対向して配置した基体上に立方晶窒化硼素膜を
合成する方法において、該レーザー照射によって生成し
た粒子に150nm〜360nmの波長を有するレーザ
ー光を照射することを特徴とする窒化硼素膜の製造方
法。Claim: What is claimed is: 1. A target containing boron atoms is irradiated with excimer laser light to synthesize a cubic boron nitride film on a substrate arranged facing the target in a gas atmosphere containing nitrogen atoms. A method for producing a boron nitride film, comprising irradiating particles generated by the laser irradiation with a laser beam having a wavelength of 150 nm to 360 nm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15178091A JPH054807A (en) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Production of boron nitride film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15178091A JPH054807A (en) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Production of boron nitride film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH054807A true JPH054807A (en) | 1993-01-14 |
Family
ID=15526141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15178091A Pending JPH054807A (en) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Production of boron nitride film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH054807A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004196588A (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method of manufacturing single crystal boron nano-belt |
JP2020132968A (en) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | 国立大学法人東海国立大学機構 | Method for manufacturing cbn film |
-
1991
- 1991-06-24 JP JP15178091A patent/JPH054807A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004196588A (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method of manufacturing single crystal boron nano-belt |
JP2020132968A (en) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | 国立大学法人東海国立大学機構 | Method for manufacturing cbn film |
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