JP2012515079A5

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Publication number: JP2012515079A5
Application number: JP2011545791A
Authority: JP
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2030-01-15

Claims

単結晶ダイヤモンドを合成する方法であって、
（ａ）２つの直交する寸法がａ^*とｂ^*である成長表面を有する単結晶ダイヤモンド種子を選択する工程であって、ここで、ａ^*は前記成長表面の平面内の＜１００＞方向または＜１１０＞方向に沿って実質的に配列する、前記成長表面の最長寸法であり、ｂ^*は、前記成長表面の平面内にあるａ^*に直交する方向の、前記成長表面の最長寸法であり、ａ^*／ｂ^*で定義される前記成長表面のアスペスト比は少なくとも１であり、前記成長表面は｛１１０｝結晶面と実質的に平行である工程と、
（ｂ）前記種子の成長表面が露出され、前記種子の成長表面が実質的に基板の表面と平行になるように、前記基板の表面上または中に前記種子を取り付ける工程と、
（ｃ）単結晶ダイヤモンドが少なくとも前記種子の成長表面上で生成される条件下で、１２８０℃から１３９０℃の温度範囲の高圧高温環境で結晶成長を生じさせる工程と、を含み、
合成された単結晶ダイヤモンドは、＜１００＞または＜１１０＞方向に沿って配列する、少なくとも２ｍｍを超える最長寸法ａ^#を有する方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記単結晶ダイヤモンド種子の前記成長表面のエッジは、＜１００＞方向または＜１１０＞方向のいずれか、若しくは＜１００＞方向と＜１１０＞方向の混合方向から約２０°以内である方法。
請求項１または請求項２に記載の方法であって、
工程（ｃ）では、１２８０℃から１３２０℃の温度範囲で結晶成長させる方法。
請求項１または請求項２に記載の方法であって、
工程（ｃ）では、１３５０℃から１３９０℃の範囲温度で結晶成長させる方法。
請求項１乃至４のいずれかに記載の方法であって、
前記単結晶ダイヤモンド種子の前記成長表面の寸法ａ^*が、少なくとも０．２５ｍｍである方法。
請求項１乃至５のいずれかに記載の方法であって、
前記単結晶ダイヤモンド種子の前記成長表面に対する法線が＜１１０＞方向から２０°以内にある方法。
請求項１乃至６のいずれかに記載の方法であって、
工程（ｃ）では、５ＧＰａから６ＧＰａの圧力範囲で結晶成長させる方法。
請求項１乃至７のいずれかに記載の方法であって、
選択された前記ダイヤモンド種子は、前記種子の成長表面の面積の少なくとも約３０％が単一成長セクターである方法。
請求項１乃至８のいずれかに記載の方法であって、
選択された前記ダイヤモンド種子の表面粗さＲ_aは約１００ｎｍ未満である方法。
請求項１乃至９のいずれかに記載の方法であって、
選択された前記ダイヤモンド種子の歪みは、前記種子の成長表面の少なくとも５０％の領域の複屈折が５×１０^-3未満であるような低レベルである方法。
請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法であって、
前記単結晶ダイヤモンド種子の前記成長表面のａ^*／ｂ^*で定義される前記アスペスト比は１．５未満である方法。
請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法によって得ることができる合成単結晶ダイヤモンドであって、＜１００＞または＜１１０＞方向に沿って配列する最長寸法ａ ^# が２ｍｍを超える合成単結晶ダイヤモンド。
成長表面と実質的に平行な主面、及び前記主面の平面内の＜１００＞方向または＜１１０＞方向に沿って実質的に配列した最長寸法ａ ^# を有する合成ＨＰＨＴ単結晶ダイヤモンドであって、｛１１１｝成長セクターおよび｛１００｝成長セクターによって囲まれた｛１１０｝成長セクターを有し、最長寸法ａ ^# が２ｍｍを超える合成ＨＰＨＴ単結晶ダイヤモンド。