Synthesis of aluminum nitride thin film with atmospheric-pressure plasma jet

〈1・1〉プラズマによる金属材料の表面改質 現在,プラズマ科学はナノエレクトロニクス,医療,バ イオなどさまざまな分野で応用されており,新たな開発や さらなる改善を求めて日々研究され続けている。一方,我々 の生活においてとても広く利用されている金属材料は,産 業界においてプラズマによる表面改質が施されているもの が多く存在する。特に,自動車産業ではプラズマ拡散によ る窒化処理や PVDによって金属の耐摩耗性,耐食性などの 機械特性を向上させる表面改質技術は必要不可欠である(1)。 我々が研究を行っている窒化処理では,このように金属の 機械特性を向上させるという目的が一般的である。しかし, 金属表面に窒化物を合成することで新しい機械的性質を付 与し,熱伝導率,電気伝導性・絶縁性,放熱性などの機能 性を向上させるという目的でも窒化物合成技術は注目され ている。 アルミニウム表面に窒化アルミニウム(AlN)薄膜を合成 すると,アルミニウム本来よりも熱伝導率,放熱性を向上 させることができ,同時に電気絶縁性という新しい性質を 付与することができると考えられている。アルミニウムは 自動車・航空機材料,アルミ缶,アルミ箔といった非常に 身近な金属であるが,その優れた熱伝導率からヒートシン クとしても利用されている。アルミニウム製ヒートシンク は銅製ヒートシンクよりも熱伝導率は劣るが,それよりも はるかに軽いため部品を軽量化するためには欠かすことが できない。ヒートシンクは大出力 LED いわゆるパワーLED にも取り付けられている。パワーLED の電子基板構成を図 1(a)に示す。このように,半導体素子のヒートシンクとして 用いる場合は,半導体素子の配線とヒートシンクがショー