3研究成果 ／ パワーデバイス
R-21
2023
常圧プラズマを用いたアルミニウム表面の直接窒化技術
アピールポイント
大気圧下でアルミニウム基材表面を高速窒化しAlN層を形成
【技術シーズ：高周波アークプラズマ照射】
課題
・エレクトロニクス社会の進展 → パワーデバイス・LED向け高熱伝導部材の高まり
・結合層/接着層を用いずアルミニウム上に高熱伝導性AlNを直接形成する技術が求められる。
→ AlN層を高速で作製するためのプロセス技術の開発
解決手段
・高活性な大気圧アーク放電プラズマを用いたアルミニウムの直接窒化
成果・優位性
常圧プラズマを用いたアルミニウム表面の高速窒化技術を開発
・３分間のプラズマ照射により5 μmのAlN層の形成
・プラズマ照射後の基板表面に結晶性柱状AlNが生成
→ 高熱伝導・絶縁基板の製造プロセスとして期待
・実験方法：アルミニウム基板表面上に大気圧N2プラズマを３分間照射して試料を作製
基材：アルミニウム
サイズ：10×10×1 mm
原料ガス：純窒素（4N）
サイズ：10×10×1 mm
原料ガス：純窒素（4N）
基板表面の原子濃度-時間依存性
（SEM-EDX）
（SEM-EDX）
大気圧プラズマ照射時間と膜厚依存性
基材表面のXRDパターン
期待される市場・応用
・金属基板表面の窒化物セラミックス層の形成技術（熱伝導性・耐食性など）
・ヒートシンク材料、高放熱基板