常圧熱CVDによるAlN/TiN複合系成膜反応機構の解析 A Kinetic Study of Chemical Vapor Deposition of AlN/TiN Composite Film

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著者

    • 劉 憶軍 JUN LIU Yi
    • 東京大学大学院工学系研究科 化学システム工学専攻 Department of Chemical System Engineering, Faculty of Engineering, The University of Tokyo
    • 大沢 利男 OSAWA Toshio
    • 東京大学大学院工学系研究科 化学システム工学専攻 Department of Chemical System Engineering, Faculty of Engineering, The University of Tokyo
    • 江頭 靖幸 [他] EGASHIRA Yasuyuki
    • 東京大学大学院工学系研究科 化学システム工学専攻 Department of Chemical System Engineering, Faculty of Engineering, The University of Tokyo
    • 小宮山 宏 KOMIYAMA Hiroshi
    • 東京大学大学院工学系研究科 化学システム工学専攻 Department of Chemical System Engineering, Faculty of Engineering, The University of Tokyo
    • 金 煕濬 JOON KIM Hee
    • 豊橋技術科学大学工学部 エコロジー工学科 Department of Ecological Engineering, Toyohashi University of Technology

抄録

複合系CVDプロセス成膜メカニズムの解析は, プロセスの実用化に際する反応器設計に基本的指針を与え, 特に, 複合セラミックス材料の膜厚と組成を均一に制御するには重要な役割を有する.本論文において, AlCl<SUB>3</SUB>/TiCl<SUB>4</SUB>/NH<SUB>3</SUB>を原料として, AINとTiNの複合ナノ構造セラミックスの合成を行い, その成膜機構を検討した.AlCl<SUB>3</SUB>とNH<SUB>3</SUB>, TiCl<SUB>4</SUB> とNH3それぞれの気相反応で成膜種が生成し, それぞれの成膜種の独立な拡散律速で AINとTiN混晶の成膜が進行するというメカニズムが示唆された.また, 本実験において, 1) TiNの成膜種の生成が早いために均一温度領域より上流部分で成膜が生じること, 2) TiN成膜種の拡散係数がAIN成膜種の拡散係数より大きいことを考慮すると, 大面積に均一な膜厚と膜組成で成膜を行うためには, 回転円板型反応器のような型式が適していることと考えられる.

Understanding the deposition mechanism of a multi-component material by chemical vapor deposition (CVD) will provide an essential guide for design of CVD reactor. Especially, it will play an important role in the control of uniformity of film thickness and composition. In this study, A1N/TiN nano-structured composite films were synthesized by atmospheric-pressure chemical vapor deposition (APCVD), using aluminum chloride (AlCl<SUB>4</SUB>), titanium chloride (TiC1<SUB>4</SUB>) and ammonia (NH<SUB>3</SUB>) as reactant gases at 1123 K in a horizontal tubular reactor. A kinetic study indicated a mechanism that two kinds of growth species were synthesized independently from AlCl<SUB>4</SUB>/NH<SUB>3</SUB> and TiCl4/NH<SUB>3</SUB> system, respectively, and there is no interaction between the aluminum and titanium system in the gas phase. Each single-component growth rate was governed by the diffusion of its growth species from the gas phase to the substrate. Considering 1) that the growth species of TiN is synthesized faster than that of AIN, and 2) that the diffusion coefficient of TiN growth species is larger than that of AIN, we proposed that a rotating disk type is a suitable reactor for this CVD system.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 22(6), 1429-1434, 1996-11-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  20件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002670000
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4078163
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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