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公開番号2024077127
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-07
出願番号2022188985
出願日2022-11-28
発明の名称成膜方法
出願人有限会社渕田ナノ技研
代理人弁理士法人南青山国際特許事務所
主分類C23C 24/04 20060101AFI20240531BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】緻密性および密着性に優れたセラミックス膜を安定に形成することができる成膜方法を提供する。
【解決手段】本発明の一形態に係る成膜方法は、3μm以上7μm以下の平均粒子径を有する第1のセラミックス粒子と、前記第1のセラミックス粒子と同一材料からなるセラミックス粒子の粉砕処理粉であり0.2μm以上0.4μm以下の粒子サイズを含む第2のセラミックス粒子とを混合した原料粒子を密閉容器に収容し、前記密閉容器にガスを導入することによって前記原料粒子のエアロゾルを生成し、前記密閉容器に接続された搬送管を介して、前記密閉容器よりも低圧に維持された成膜室に前記エアロゾルを搬送し、前記成膜室に収容された基材上に前記原料微粒子由来の活性種を堆積させる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
３μｍ以上７μｍ以下の平均粒子径を有する第１のセラミックス粒子と、前記第１のセラミックス粒子と同一材料からなるセラミックス粒子の粉砕処理粉であり０．２μｍ以上０．４μｍ以下の粒子サイズを含む第２のセラミックス粒子とを混合した原料粒子を密閉容器に収容し、
前記密閉容器にガスを導入することによって前記原料粒子のエアロゾルを生成し、
前記密閉容器に接続された搬送管を介して、前記密閉容器よりも低圧に維持された成膜室に前記エアロゾルを搬送し、
前記成膜室に収容された基材上に前記原料微粒子を堆積させる
成膜方法。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
請求項１に記載の成膜方法であって、
前記第２のセラミックス粒子は、前記第１のセラミックス粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有するセラミックス粒子を粉砕処理することで形成される
成膜方法。
【請求項３】
請求項１に記載の成膜方法であって、
前記第２のセラミックス粒子は、前記第１のセラミックス粒子を粉砕処理することで形成される
成膜方法。
【請求項４】
請求項１－３に記載の成膜方法であって、
前記原料粒子の前記密閉容器から前記成膜室への搬送途上で、前記第１のセラミックス粒子を帯電させ、前記第１のセラミックス粒子と前記基材との間に形成される放電により前記第２のセラミックス粒子の表面をスパッタする
成膜方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアロゾル化ガスデポジション法を利用したセラミックス膜の成膜方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
エアロゾル化ガスデポジション法（以下、ＡＧＤ法ともいう）は、エアロゾル化容器に収容された原料粒子（エアロゾル原料）を、ガスによって巻き上げてエアロゾル化し、エアロゾル化容器内と成膜室内との圧力差によるガス流によって搬送して基材に衝突させる過程で、常温成膜させる方法である。当該方法では、成膜速度が他の成膜方法に比して高速であり、一般に、高密度、高密着性を有する膜を成膜することが可能である。
【０００３】
例えば特許文献１，２には、エアロゾル化容器に収容された原料粒子をガスによって巻き上げてエアロゾル化し、エアロゾル化容器と成膜室との圧力差によるガス流によって搬送された原料粒子を成膜室に設置された基材に衝突させて堆積させる成膜方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、電気絶縁性の原料粒子を収容した密閉容器にガスを導入して原料粒子のエアロゾルを生成し、密閉容器に接続された搬送管を介して密閉容器よりも低圧の成膜室にエアロゾルを搬送し、搬送管の先端に取り付けられたノズルから成膜室に設置されたターゲットに向けてエアロゾルを噴射し、原料粒子をターゲットに衝突させることで原料粒子をプラスに帯電させ、帯電した原料粒子の放電によって原料粒子の微細粒子を生成し、生成された微細粒子を成膜室に設置された基材上に堆積させる成膜方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１４－９３６８号公報
国際公開２０１２／８１０５３号公報
特開２０１６－２７１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ＡＧＤ法を用いて成膜されたセラミックス膜において、緻密性および密着性のさらなる向上が求められている。エアロゾル化ガスデポジション法で成膜が可能な原料微粒子の平均粒子径は、一般的には０．５μｍ程度が最適と考えられており、この粒径付近の粉を利用して成膜が実施されている。一方、原料微粒子の粒子径がこれよりも大きい場合、膜の緻密性や密着性はさらに高まるものと考えられてはいるが、安定に成膜することが困難であった。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、緻密性および密着性に優れたセラミックス膜を安定に形成することができる成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態に係る成膜方法は、
３μｍ以上７μｍ以下の平均粒子径を有する第１のセラミックス粒子と、前記第１のセラミックス粒子と同一材料からなるセラミックス粒子の粉砕処理粉であり０．２μｍ以上０．４μｍ以下の粒子サイズを含む第２のセラミックス粒子とを混合した原料粒子を密閉容器に収容し、
前記密閉容器にガスを導入することによって前記原料粒子のエアロゾルを生成し、
前記密閉容器に接続された搬送管を介して、前記密閉容器よりも低圧に維持された成膜室に前記エアロゾルを搬送し、
前記成膜室に収容された基材上に前記原料微粒子に由来する活性種を堆積させる。
【０００９】
原料粒子として比較的大きな粒子サイズの第１のセラミックス粒子と比較的小さな粒子サイズの第２のセラミックス粒子とを混在させることで、第１のセラミックス粒子で効率よくプラズマを発生させ、第１のセラミックス粒子よりも比表面積が大きい第２のセラミックス粒子で成膜効率を高める。これにより、緻密で密着性の高いセラミックス粒子膜を安定に形成することができる。
【００１０】
前記第２のセラミックス粒子は、前記第１のセラミックス粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有するセラミックス粒子を粉砕処理することで形成されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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