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公開番号2025041304
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148502
出願日2023-09-13
発明の名称SiCの製造方法
出願人学校法人名古屋電気学園,株式会社ジャパン・アドバンスト・ケミカルズ
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類C23C 16/42 20060101AFI20250318BHJP(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】Fe、Co、Niのいずれかを主成分とする金属である金属層上にSiCを形成することができるSiCの製造方法を提供する。
【解決手段】基板上に、ビニルシランを原料として熱CVD法によりSiCを形成するSiCの製造方法であって、基板は、最上層としてFe、Co、Niのいずれかを主成分とする金属である金属層を有し、成長温度を1000℃以下とすることによりSiCを形成する、SiCの製造方法である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板上に、ビニルシランを原料として熱ＣＶＤ法によりＳｉＣを形成するＳｉＣの製造方法であって、
前記基板は、最上層としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのいずれかを主成分とする金属である金属層を有し、
成長温度を１０００℃以下とすることによりＳｉＣを形成する、ＳｉＣの製造方法。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記金属層の厚さを２００ｎｍ以下とする、請求項１に記載のＳｉＣの製造方法。
【請求項３】
成長温度を９００℃よりも高く１０００℃以下とすることにより、前記金属層とビニルシランのＳｉとを反応させてケイ化物を半球状に形成し、前記金属層の消失後にケイ化物の表面にＳｉＣを形成することで、半球状のＳｉＣを形成する、請求項２に記載のＳｉＣの製造方法。
【請求項４】
成長温度を８００℃以下とすることにより、ＳｉＣを粒状に形成する、請求項２に記載のＳｉＣの製造方法。
【請求項５】
成長温度を８００℃より高く９００℃以下とすることにより、ＳｉＣをピラー状に形成する、請求項２に記載のＳｉＣの製造方法。
【請求項６】
前記金属層の厚さを２００ｎｍよりも厚くし、成長温度を９００℃よりも高くして、前記金属層上にカーボンファイバーを形成し、その後成長温度を９００℃以下とすることにより前記カーボンファイバーを被膜するＳｉＣを形成する、請求項１に記載のＳｉＣの製造方法。
【請求項７】
前記金属層の厚さを２００ｎｍよりも厚くし、成長温度を９００℃以下とすることにより、ＳｉＣを粒状に形成する、請求項１に記載のＳｉＣの製造方法。
【請求項８】
ビニルシランにトリメチルアルミニウムを混合して供給することにより、Ａｌドープのｐ型ＳｉＣを形成する、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のＳｉＣの製造方法。
【請求項９】
前記Ａｌドープのｐ型ＳｉＣは、ＳｉＣに対するＡｌの比が１ａｔ％以下である、請求項８に記載のＳｉＣの製造方法。
【請求項１０】
ビニルシランの流量は、１ｓｃｃｍ以上５０ｓｃｃｍ以下である、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のＳｉＣの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣは、高硬度、耐熱性、耐摩耗性、耐酸性、耐腐食性など優れた特性を有している。そのため、金属のコーティングなどの用途に期待できる。たとえば、金属上にＳｉＣを形成することで電極の耐久性向上や、安価な卑金属の使用が可能となる。
【０００３】
金属基板上にＳｉＣを形成する場合、金属の融解や金属ケイ化物の形成を抑制するため、低温で成長させる必要がある。低温での成膜が可能な方法として、非特許文献１に開示された方法がある。非特許文献１には、Ｃｕ基板上にビニルシランを原料として熱ＣＶＤにより７００℃でＳｉＣ膜を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
土井ら、ビニルシランを用いた熱ＣＶＤによるＳｉＣ薄膜の低温形成、第７８回応用物理学会秋期学術講演会講演予稿集 7a-A201-5、2017年8月25日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉはケイ化物を形成しやすく、これらの元素を主成分とする金属層上にＳｉＣを形成することは困難であった。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのいずれかを主成分とする金属である金属層上にＳｉＣを形成することができるＳｉＣの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、
基板上に、ビニルシランを原料として熱ＣＶＤ法によりＳｉＣを形成するＳｉＣの製造方法であって、
前記基板は、最上層としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのいずれかを主成分とする金属である金属層を有し、
成長温度を１０００℃以下とすることによりＳｉＣを形成する、ＳｉＣの製造方法にある。
【０００８】
本発明の他態様は、
直径５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、長さ１００ｎｍ以上１０μｍ以下のカーボンファイバーと、前記カーボンファイバーを被覆するＳｉＣと、を有したファイバー材料にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記態様では、金属層の厚さに応じて成長温度を制御している。これにより、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉを主成分とする金属である金属層上であってもＳｉＣを形成することができる。また、金属層上にＳｉＣで被覆されたカーボンファイバーを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態におけるＳｉＣの製造方法において用いる熱ＣＶＤ装置の構成を模式的に示した図。
ＳｉＣの成長前後における基板表面のＳＥＭ像。
ＸＰＳの測定結果を示したグラフであってＣｕ基板上のＳｉＣについてＣｕ２ｐ、ＳＵＳ基板上のＳｉＣについてのＦｅ２ｐ、およびＴｉ基板上のＳｉＣについてのＴｉ２ｐを示したグラフ。
ＸＰＳの測定結果を示したグラフであって各種基板のＳｉＣについてのＳｉ２ｐを示したグラフ。
ＸＰＳの測定結果を示したグラフであって各種基板のＳｉＣについてのＣ１ｓを示したグラフ。
ＳＵＳ基板の場合について電気化学測定の結果を示したグラフ。
ｎ型ＳｉＣコートのＳＵＳ基板を用いた場合について電気化学測定の結果を示したグラフ。
還元ピーク電流の電流密度とサイクル数の関係を示したグラフ。
ＳｉＣ成長前後における基板表面のＳＥＭ像。
ＳｉＣ成長後の断面ＳＥＭ像。
金属層がＦｅの場合にＳｉＣについてＸ線回折測定の結果を示したグラフ。
金属層がＣｏの場合にＳｉＣについてＸ線回折測定の結果を示したグラフ。
成長温度７５０℃の場合についてラマン分光の測定結果を示したグラフ。
成長温度９５０℃の場合についてラマン分光の測定結果を示したグラフ。
ＳｉＣ形成後の基板の表面のＳＥＭ像。
ラマン分光測定を行った結果を示したグラフ。
ＸＰＳによる解析結果を示したグラフであってＳｉ２ｐを示したグラフ。
ＸＰＳによる解析結果を示したグラフであってＣ１ｓを示したグラフ。
ＸＰＳによる解析結果を示したグラフであってＦｅ２ｐを示したグラフ。
形成されたＡｌドープのＳｉＣについてＦＴ－ＩＲにより解析した結果を示したグラフ。
ＡｌドープＳｉＣについてＸ線回折測定の結果を示したグラフ。
ＸＰＳの測定結果を示したグラフであってＳｉ２ｐを示したグラフ。
ＸＰＳの測定結果を示したグラフであってＣ１ｓを示したグラフ。
ＸＰＳの測定結果を示したグラフであってＯ１ｓを示したグラフ。
ＸＰＳの測定結果を示したグラフであってＡｌ２ｐを示したグラフ。
ＡｌドープＳｉＣの組成比を示したグラフ。
ＡｌドープＳｉＣの抵抗率とＡｌ組成の関係を示したグラフ。
ＡｌドープＳｉＣについてホール効果の測定結果を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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