(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボラン錯体を、不活性有機媒体蒸気の存在下に、２００〜６００℃の温度で熱分解せしめることを特徴とする基体上にホウ素膜を形成する方法。
【請求項２】
ボラン錯体と不活性有機媒体の混合物中に、不活性ガスを通気して不活性ガス担体中にボラン錯体および不活性有機媒体蒸気を含有する気体混合物を生成せしめ、次いで（２）該気体混合物を２００〜６００℃の温度に加熱してその中に含有されるボラン錯体を熱分解せしめて基体上にホウ素を堆積せしめることを特徴とする、基体上にホウ素膜を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基体上にホウ素膜を形成する方法に関する。さらに詳しくは、簡単な操作や装置で基体上にホウ素膜を効率的に形成することができるホウ素膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホウ素の薄膜は原子核工学の分野で中性子の検出測定計測器の素材として用いられている。
ホウ素薄膜の製法は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により製造されているといわれているが、その詳細は知られていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、基体上にホウ素膜を形成する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、簡単な操作や装置で、基体上にホウ素膜を、効率的に例えば高い歩留りや大きい形成速度で形成することのできるホウ素膜の形成方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第１に、ボラン錯体を、不活性有機媒体蒸気の存在下に、２００〜６００℃の温度で熱分解せしめることを特徴とする基体上にホウ素膜を形成する方法によって達成される。
【０００５】
本発明において用いられるボラン錯体は、ボランと不対電子を有する化合物との錯体であり、例えばボラン・スルフィド錯体、ボラン・アミン錯体、ボラン・エーテル錯体などである。ボラン・スルフィド錯体は、化学式：ＢＨ3・ＳＲ1Ｒ2で表される化合物である。 ＳＲ1Ｒ2のＲ1、Ｒ2はそれぞれ独立に水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基などの１価の有機基であり、同一もしくは異なってもよい。ボラン・スルフィド錯体の具体例としては、ボラン・ジメチルスルフィド錯体、ボラン・ジエチルスルフィド錯体、ボラン・ジプロピルスルフィド錯体、ボラン・ジブチルスルフィド錯体、ボラン・ジペンチルスルフィド錯体、ボラン・ジフェニルスルフィド錯体、ボラン・メチルエチルスルフィド錯体、ボラン・メチルフェニルスルフィド錯体などを挙げることができ、好ましくはボラン・ジメチルスルフィド錯体、ボラン・ジエチルスルフィド錯体である。
【０００６】
同様にボラン・アミン錯体の具体例としてはボラン・アンモニア錯体、ボラン・メチルアミン錯体、ボラン・エチルアミン錯体、ボラン・ジメチルアミン錯体、ボラン・ジエチルアミン錯体、ボラン・トリメチル錯体、ボラン・トリエチル錯体、ボラン・ピリジン錯体、ボラン・ピリミジン錯体、ボラン・ピラジン錯体、ボラン・キノリン錯体、ボラン・イソキノリン錯体などが挙げられる。また、ボラン・エーテル錯体としては、ボラン・ジメチルエーテル錯体、ボラン・ジエチルエーテル錯体、ボラン・メチルエチルエーテル錯体、ボラン・ジプロピルエーテル錯体、ボラン・ジブチルエーテル錯体、ボラン・ジペンチルエーテル錯体などを挙げることができる。
これらの化合物の幾つかは市販品としても入手できる。
【０００７】
本発明において、ボラン錯体は、不活性有機媒体蒸気の共存下で熱分解に付される。不活性有機媒体としては、例えば炭化水素およびエーテル類が好ましく用いられる。炭化水素としては、例えばベンゼン、トルエン、キシレンの如き芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、デカンの如き脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、デカリンの如き脂環族炭化水素を挙げることができる。また、エーテルとしては、例えばジイソプロピルエーテル、イソプロピルブチルエーテルの如き線状エーテルおよびテトラヒドロピラン、テトラヒドロフラン、ジオキサンの如き環状エーテルを挙げることができる。
【０００８】
本発明において、熱分解は大気圧下、減圧下および加圧下のいずれにおいて行うこともできるが、大気圧下で行うのが好ましい。熱分解は、２００℃〜６００℃の温度、より好ましくは３００℃〜５００℃の温度で実施される。ボラン錯体は熱分解を受け基体上に堆積してホウ素膜を与える。
【０００９】
本発明方法は次のようにして実施することができる。
（１）ボラン錯体と不活性有機媒体の混合物中に、不活性ガスを通気して不活性ガス担体中にボラン錯体および不活性有機媒体蒸気を含有する気体混合物を生成せしめ、次いで（２）該気体混合物を２００〜６００℃の温度に加熱してその中に含有されるボラン錯体を熱分解せしめて基体上にホウ素を堆積せしめることを特徴とする、基体上にホウ素膜を形成する方法である。
上記工程（１）において、ボラン錯体と不活性有機媒体の混合物は溶液の形態にあるのが好ましい。ボラン錯体は好ましくは０.０１〜５０重量％の濃度に調整される。
【００１０】
混合物中への不活性ガスの通気は、ボラン錯体および不活性有機媒体の蒸気を含有する気体混合物を容易に生成する。ここでいう不活性ガスとは、原料のボラン錯体に対する反応性を、実質上持たないものをいい、たとえば水素、ヘリウム、アルゴン、窒素およびこれらの混合ガスが挙げられる。通気の際、過度に加熱することは望ましくない。通気の際の混合物の温度は好ましくは１０〜５０℃に維持するのが望ましい。通気中に、必要に応じ、混合物中にボラン錯体および／または不活性有機媒体を添加して補充することができる。
【００１１】
工程（１）で得られた気体混合物は次いで工程（２）の実施のために導かれ、工程（２）において大気圧下で加熱されてボラン錯体が分解される。加熱温度は上記のとおり２００〜６００℃である。ボラン錯体の分解により生成したホウ素は基体上に堆積されホウ素膜を形成する。工程（２）の実施のため、気体混合物は連続的にあるいは間歇的に導入することができる。導入する時間は、気体混合物中のボラン錯体の濃度、基体の面積あるいは形成しようとするホウ素膜の厚さ等により適宜変えることができる。本発明によれば、基体上にホウ素膜を均一な膜厚で容易に形成できる。
本発明方法により得られるホウ素膜は、上記の中性子の検出素材の他、原子炉の内壁のコート材、Ｘ線分析装置の校正用の標準試料、Ｘ線検出器あるいはＸ線取り出し窓等に使用することができる。
【００１２】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００１３】
実施例１
ボラン・ジメチルスルフィド（ＢＨ3・ＳＭｅ2）錯体のトルエン溶液（２モル／Ｌ濃度）を図１の受器１にセットし、さらに加熱管２の内部に石英ガラス基板をセットした。加熱管２を４００℃に加熱しながらガス導入口３より窒素ガスを１リットル／分の速度で１０分間流したところ、石英基板上に金属光沢を有する薄膜が形成されていた。この金属光沢を有する薄膜のＥＳＣＡスペクトルを測定したところ、１８９ｅＶにホウ素原子の１ｓ軌道に帰属されるピークのみが観察され酸素、炭素やイオウなど原料由来の他の元素は全く検出されなかった。ＥＳＣＡスペクトルを図２に示す。また、このホウ素膜の膜厚を、αステップ（Ｔｅｎｃｈｏｒ社製）で測定したところ１２０ｎｍであった。
【００１４】
実施例２
実施例１で使用したボラン・ジメチルスルフィド（ＢＨ3・ＳＭｅ2）錯体のトルエン溶液の替わりに、ボラン・ピリジン（ＢＨ3・Ｐｙ）錯体のピリジン溶液（１モル／Ｌ濃度）を用い、他は実施例１と同様にして石英基板上に金属光沢を有する薄膜を形成した。この薄膜のＥＳＣＡスペクトルからはホウ素原子のみが検出され、炭素原子や窒素原子など原料由来の元素は全く検出されなかった。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な操作や装置で、基体上にホウ素膜を、効率的に例えば高い歩留りや大きい形成速度で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施するために実施例１で用いられた装置の概略説明図である。
【図２】実施例１で得られたホウ素膜のＥＳＣＡスペクトル図である。
【図１】
0004453793.tif 000002
【図２】
0004453793.tif 000003