JP2545498B2 - ダイヤモンドの合成方法および装置 - Google Patents
ダイヤモンドの合成方法および装置Info
- Publication number
- JP2545498B2 JP2545498B2 JP2402541A JP40254190A JP2545498B2 JP 2545498 B2 JP2545498 B2 JP 2545498B2 JP 2402541 A JP2402541 A JP 2402541A JP 40254190 A JP40254190 A JP 40254190A JP 2545498 B2 JP2545498 B2 JP 2545498B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- torch
- substrate
- diamond
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンドの気相合
成方法および装置に関する。ダイヤモンドは、ビッカー
ス硬度１００００と地球上で最も硬い材料の一つであ
り、ヤング率も高く、耐摩耗性および化学的安定性にも
優れている。更に、熱伝動率も２０００Ｗ／ｍＫと銅の
５倍も高く、絶縁性に優れ、誘電率も低い。また、赤外
域から紫外域までの広い波長範囲で透明であり、しかも
不純物ドーピングにより半導体にもなる。このような優
れた性質のため、ダイヤモンドは工具材料としてハイテ
ク産業に必要不可欠な存在であるばかりでなく、耐摩耗
性コーティング、スピーカの振動板、光学部品の透明コ
ーティング、半導体素子のパッシベーション膜、ヒート
シンク、回路基板、耐環境トランジスタ、青色発光ダイ
オード等、極めて広い分野での応用が期待されている。
成方法および装置に関する。ダイヤモンドは、ビッカー
ス硬度１００００と地球上で最も硬い材料の一つであ
り、ヤング率も高く、耐摩耗性および化学的安定性にも
優れている。更に、熱伝動率も２０００Ｗ／ｍＫと銅の
５倍も高く、絶縁性に優れ、誘電率も低い。また、赤外
域から紫外域までの広い波長範囲で透明であり、しかも
不純物ドーピングにより半導体にもなる。このような優
れた性質のため、ダイヤモンドは工具材料としてハイテ
ク産業に必要不可欠な存在であるばかりでなく、耐摩耗
性コーティング、スピーカの振動板、光学部品の透明コ
ーティング、半導体素子のパッシベーション膜、ヒート
シンク、回路基板、耐環境トランジスタ、青色発光ダイ
オード等、極めて広い分野での応用が期待されている。
【０００２】
【従来の技術】このようにダイヤモンドは数多くの優れ
た性質を持つため、近年、気相法によるダイヤモンドの
合成の研究が盛んになっており、各種のダイヤモンド合
成法が提案されている。そのような方法の一つとして、
酸素─アセチレン炎の内炎中に配置した基板上にダイヤ
モンドを高速合成する方法が開発されている（広瀬ら,
NEW DIAMOND, No.10, p.34(1988)) 。図３にこの方法の
概略を示す。トーチ３０１の下部から供給されたアセチ
レンガス３０２と酸素ガス３０３とが別々にまたはトー
チ３０１内で混合された後トーチ３０１の上端から送り
出され、トーチ３０１外部の上方に内炎３０４および外
炎３０５から成る火炎を形成する。基板３０７は、冷却
水３０９で冷却されたホルダ３０８の下面に固定された
状態で内炎３０４の中に配置されており、内炎３０４に
照射されている基板３０７の表面にダイヤモンド３０６
が析出する。
た性質を持つため、近年、気相法によるダイヤモンドの
合成の研究が盛んになっており、各種のダイヤモンド合
成法が提案されている。そのような方法の一つとして、
酸素─アセチレン炎の内炎中に配置した基板上にダイヤ
モンドを高速合成する方法が開発されている（広瀬ら,
NEW DIAMOND, No.10, p.34(1988)) 。図３にこの方法の
概略を示す。トーチ３０１の下部から供給されたアセチ
レンガス３０２と酸素ガス３０３とが別々にまたはトー
チ３０１内で混合された後トーチ３０１の上端から送り
出され、トーチ３０１外部の上方に内炎３０４および外
炎３０５から成る火炎を形成する。基板３０７は、冷却
水３０９で冷却されたホルダ３０８の下面に固定された
状態で内炎３０４の中に配置されており、内炎３０４に
照射されている基板３０７の表面にダイヤモンド３０６
が析出する。
【０００３】この方法は、極めて簡単な装置で、しかも
電力を用いずに、質の高いダイヤモンドを高速合成でき
る優れた合成法である。しかしこの方法では、ダイヤモ
ンド成長に必要な高温を得るために、原料ガスとしては
酸素─アセチレンガスしか使用できない。アセチレンは
他の炭化水素ガスに比べて危険性が高く、また高圧ボン
ベとして使用できないためボンベの交換回数が多くなり
作業性が悪い上、高価でもある。更に、この方法で合成
したダイヤモンドは粒子状になり易く、多くの用途で必
要とされる膜状になり難いという欠点がある。
電力を用いずに、質の高いダイヤモンドを高速合成でき
る優れた合成法である。しかしこの方法では、ダイヤモ
ンド成長に必要な高温を得るために、原料ガスとしては
酸素─アセチレンガスしか使用できない。アセチレンは
他の炭化水素ガスに比べて危険性が高く、また高圧ボン
ベとして使用できないためボンベの交換回数が多くなり
作業性が悪い上、高価でもある。更に、この方法で合成
したダイヤモンドは粒子状になり易く、多くの用途で必
要とされる膜状になり難いという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解消し、不純物のない高純度のダイヤモンド
を、安価で安全に、作業性良く、高速で大面積の基板上
に合成できる方法および装置を提供することを目的とす
る。
問題点を解消し、不純物のない高純度のダイヤモンド
を、安価で安全に、作業性良く、高速で大面積の基板上
に合成できる方法および装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のダイヤモンドの合成方法は、トーチの燃
焼室内で可燃性炭素化合物ガスを含む燃料ガスを酸素ガ
スで燃焼させ、発生した燃焼ガスを該トーチのノズルか
らガスフレームジェットとして噴出させて基板上に照射
することにより、該基板上にダイヤモンドを合成するこ
とを特徴とする。
めに、本発明のダイヤモンドの合成方法は、トーチの燃
焼室内で可燃性炭素化合物ガスを含む燃料ガスを酸素ガ
スで燃焼させ、発生した燃焼ガスを該トーチのノズルか
らガスフレームジェットとして噴出させて基板上に照射
することにより、該基板上にダイヤモンドを合成するこ
とを特徴とする。
【０００６】上記方法を実施するための本発明のダイヤ
モンドの合成装置は、燃料ガス供給口、酸素ガス供給
口、燃焼室、および燃焼ガス噴出ノズルを有するガスフ
レームジェット発生用トーチと、基板保持機構と、該ト
ーチと基板とを相対的に移動させる機構と、該トーチに
該燃料ガスおよび該酸素ガスを供給するガス供給系とを
含んで成ることを特徴とする。
モンドの合成装置は、燃料ガス供給口、酸素ガス供給
口、燃焼室、および燃焼ガス噴出ノズルを有するガスフ
レームジェット発生用トーチと、基板保持機構と、該ト
ーチと基板とを相対的に移動させる機構と、該トーチに
該燃料ガスおよび該酸素ガスを供給するガス供給系とを
含んで成ることを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明においては、燃焼をトーチ内で行うこと
により、高温で高速のガスフレームジェットを発生さ
せ、ダイヤモンドを合成する。図１は、本発明の原理を
説明するための概念図である。同図中、１１はトーチ、
１２は高速ガスフレームジェット、１３はダイヤモンド
膜、１４は水冷された基板、１５は燃料ガス、１６は酸
素ガス、１７はトーチ１１の燃焼室、１８はトーチ１１
の燃焼ガス噴出用ノズル、１９は点火プラグである。
により、高温で高速のガスフレームジェットを発生さ
せ、ダイヤモンドを合成する。図１は、本発明の原理を
説明するための概念図である。同図中、１１はトーチ、
１２は高速ガスフレームジェット、１３はダイヤモンド
膜、１４は水冷された基板、１５は燃料ガス、１６は酸
素ガス、１７はトーチ１１の燃焼室、１８はトーチ１１
の燃焼ガス噴出用ノズル、１９は点火プラグである。
【０００８】従来法では、燃料ガスと酸素ガスがトーチ
を出た所で燃焼反応が起こるため、断熱膨張により燃焼
ガスの温度が低下するため、ダイヤモンド合成に必要な
高温を得るために燃料ガスとしてアセチレンしか用いる
ことができなかった。また、燃焼ガスが単なる火炎とし
て形成されるため流速も速くないため、膜状のダイヤモ
ンドになりにくかった。
を出た所で燃焼反応が起こるため、断熱膨張により燃焼
ガスの温度が低下するため、ダイヤモンド合成に必要な
高温を得るために燃料ガスとしてアセチレンしか用いる
ことができなかった。また、燃焼ガスが単なる火炎とし
て形成されるため流速も速くないため、膜状のダイヤモ
ンドになりにくかった。
【０００９】本発明においては、トーチ１１の燃焼室１
７内で燃焼反応が起こるため、定容加圧により燃焼ガス
が容易に高温になる。このためアセチレンを用いなくと
も、ダイヤモンド合成に必要な高温を得ることができ
る。更に、燃焼室１７内の高温高圧の燃焼ガスは、ノズ
ル１８から高速のガスフレームジェットとなって噴出
し、水冷基板１４にぶつかって急冷される。そのため、
燃焼室１７内の高温により生成した活性なラジカルがそ
のまま保存された非平衡組成の燃焼ガスが基板１４上に
供給されるので、高い成長速度でダイヤモンドが形成さ
れる。また、燃焼ガスがガスフレームジェット１２とし
て基板１３上に供給され、極めて流速が速いため、反応
界面の拡散が速く、ダイヤモンドが膜状に成長し易い。
更に、トーチ１１と基板１３と距離を適当な間隔とする
ことができるので、ガスフレームの均一性も高く、トー
チ１１と基板１３とを基板面に沿って移動させることが
できるので、大きな面積や曲面状の基板にも製膜するこ
とができる。
７内で燃焼反応が起こるため、定容加圧により燃焼ガス
が容易に高温になる。このためアセチレンを用いなくと
も、ダイヤモンド合成に必要な高温を得ることができ
る。更に、燃焼室１７内の高温高圧の燃焼ガスは、ノズ
ル１８から高速のガスフレームジェットとなって噴出
し、水冷基板１４にぶつかって急冷される。そのため、
燃焼室１７内の高温により生成した活性なラジカルがそ
のまま保存された非平衡組成の燃焼ガスが基板１４上に
供給されるので、高い成長速度でダイヤモンドが形成さ
れる。また、燃焼ガスがガスフレームジェット１２とし
て基板１３上に供給され、極めて流速が速いため、反応
界面の拡散が速く、ダイヤモンドが膜状に成長し易い。
更に、トーチ１１と基板１３と距離を適当な間隔とする
ことができるので、ガスフレームの均一性も高く、トー
チ１１と基板１３とを基板面に沿って移動させることが
できるので、大きな面積や曲面状の基板にも製膜するこ
とができる。
【００１０】本発明では既に説明した原理により高い燃
焼温度が得られるので、燃料ガスとしては従来法で用い
られたセチレンに限らず、ダイヤモンド合成に充分な燃
焼エネルギーおよび燃焼温度が得られ、炭素化合物ガス
を含有する種々の可燃性ガスを用いることができる。燃
料ガスは、炭素化合物ガスを主成分とするものが望まし
く、特にプロピレン、プロパン等の炭化水素ガスを用い
ると便利である。また、炭素化合物ガスと水素との混合
ガス、特にメタン等の炭化水素ガスと水素との混合ガス
を用いることもできる。燃料ガスは、合成されたダイヤ
モンドに用途上悪影響を及ぼさないガス（例えば、アル
ゴン等の不活性ガス、あるいは燃焼・ダイヤモンド成長
に触媒的な作用をするガス等）を含んでいてもよい。
焼温度が得られるので、燃料ガスとしては従来法で用い
られたセチレンに限らず、ダイヤモンド合成に充分な燃
焼エネルギーおよび燃焼温度が得られ、炭素化合物ガス
を含有する種々の可燃性ガスを用いることができる。燃
料ガスは、炭素化合物ガスを主成分とするものが望まし
く、特にプロピレン、プロパン等の炭化水素ガスを用い
ると便利である。また、炭素化合物ガスと水素との混合
ガス、特にメタン等の炭化水素ガスと水素との混合ガス
を用いることもできる。燃料ガスは、合成されたダイヤ
モンドに用途上悪影響を及ぼさないガス（例えば、アル
ゴン等の不活性ガス、あるいは燃焼・ダイヤモンド成長
に触媒的な作用をするガス等）を含んでいてもよい。
【００１１】ダイヤモンドを析出させるためには、燃料
ガスと酸素ガスとを合わせた全体の組成が炭素リッチに
なっていなくてはならない。具体的には、全体組成中の
炭素原子数が酸素原子数よりも多くなるような比率で、
燃料ガスと酸素ガスとを供給する必要がある。例えば、
本発明の燃料ガスとしてＣＯガスを用いることができる
が、その際には、これに炭化水素ガス等を添加する等に
より上記の必要な比率となるように調整する。
ガスと酸素ガスとを合わせた全体の組成が炭素リッチに
なっていなくてはならない。具体的には、全体組成中の
炭素原子数が酸素原子数よりも多くなるような比率で、
燃料ガスと酸素ガスとを供給する必要がある。例えば、
本発明の燃料ガスとしてＣＯガスを用いることができる
が、その際には、これに炭化水素ガス等を添加する等に
より上記の必要な比率となるように調整する。
【００１２】ダイヤモンド合成時の基板表面温度は、通
常５００〜１２００℃である。この温度範囲よりも低く
とも高くとも、合成されたダイヤモンドが非晶質になり
易い。従って、他の合成条件により非晶質化させずに合
成できれば、基板表面温度は上記温度範囲外でもよい。
本発明の方法を行う雰囲気は特に限定する必要がなく、
大気開放系、不活性ガス雰囲気等の雰囲気中、減圧雰囲
気下等のいずれを用いてもよい。減圧雰囲気下で行うこ
とにより、不純物の混入がなく、またトーチ内外の圧力
差が大きくなるためガスフレームジェットの流速が更に
速くなって合成速度を更に高めることができ、またダイ
ヤモンド膜質も更に向上させることができる。すなわ
ち、合成したダイヤモンドの用途により特に高純度を必
要とする場合や特に高速合成を必要とする場合には、ト
ーチのノズルからガスフレームジェットを減圧雰囲気中
に噴出させ、この減圧雰囲気中に保持した基板上に照射
することにより合成を行うことが望ましい。その場合、
本発明の合成装置は、トーチ、基板保持機構、およびト
ーチと基板との相対移動機構を、排気系に接続された真
空チャンバ内に設けた態様とする。
常５００〜１２００℃である。この温度範囲よりも低く
とも高くとも、合成されたダイヤモンドが非晶質になり
易い。従って、他の合成条件により非晶質化させずに合
成できれば、基板表面温度は上記温度範囲外でもよい。
本発明の方法を行う雰囲気は特に限定する必要がなく、
大気開放系、不活性ガス雰囲気等の雰囲気中、減圧雰囲
気下等のいずれを用いてもよい。減圧雰囲気下で行うこ
とにより、不純物の混入がなく、またトーチ内外の圧力
差が大きくなるためガスフレームジェットの流速が更に
速くなって合成速度を更に高めることができ、またダイ
ヤモンド膜質も更に向上させることができる。すなわ
ち、合成したダイヤモンドの用途により特に高純度を必
要とする場合や特に高速合成を必要とする場合には、ト
ーチのノズルからガスフレームジェットを減圧雰囲気中
に噴出させ、この減圧雰囲気中に保持した基板上に照射
することにより合成を行うことが望ましい。その場合、
本発明の合成装置は、トーチ、基板保持機構、およびト
ーチと基板との相対移動機構を、排気系に接続された真
空チャンバ内に設けた態様とする。
【００１３】燃料ガスを酸素ガスで燃焼させるための点
火手段としては、一般的には図１に示したようにトーチ
１１に設けた点火プラグ１９を用いることが便利である
が、このようなノズルを用いない方法も可能である。例
えば大気開放系雰囲気で行う場合には、燃料ガス１６と
酸素１５とを未燃焼状態でノズル１８から比較的ゆっく
り送り出した状態にしておき、送出された燃焼ガスと酸
素ガスとの混合ガス流に、ライター等の着火器具で点火
し、燃焼室１７内に引火した後に燃料ガスと酸素ガスの
供給速度を上げて高速のガスフレームジェット１２を形
成させるようにしてもよい。
火手段としては、一般的には図１に示したようにトーチ
１１に設けた点火プラグ１９を用いることが便利である
が、このようなノズルを用いない方法も可能である。例
えば大気開放系雰囲気で行う場合には、燃料ガス１６と
酸素１５とを未燃焼状態でノズル１８から比較的ゆっく
り送り出した状態にしておき、送出された燃焼ガスと酸
素ガスとの混合ガス流に、ライター等の着火器具で点火
し、燃焼室１７内に引火した後に燃料ガスと酸素ガスの
供給速度を上げて高速のガスフレームジェット１２を形
成させるようにしてもよい。
【００１４】
【実施例】〔実施例１〕本発明に従い、図２に示す装置
を用いてダイヤモンドを合成した。同図中、２０１はト
ーチ、２０２Ａおよび２０２Ｂはそれぞれ燃料ガスおよ
び酸素ガスのボンベ、２０３はガス流量調節用レギュレ
ータ、２０４はトーチ・マニピュレータ、２０５はガス
フレームジェット、２０６はダイヤモンド膜、２０７は
基板、２０８は銅製の水冷可動基板ホルダ、２０９は真
空チャンバ、２１０は排気系である。トーチ２０１は図
１のトーチ１１と同様な構造であり、着火用の点火プラ
グ（図示せず）が設けられている。トーチ２０１はマニ
ピュレータ２０４によって上下方向および水平方向に移
動でき、基板２０７は基板ホルダ２０８によって水平方
向に移動できるようになっている。
を用いてダイヤモンドを合成した。同図中、２０１はト
ーチ、２０２Ａおよび２０２Ｂはそれぞれ燃料ガスおよ
び酸素ガスのボンベ、２０３はガス流量調節用レギュレ
ータ、２０４はトーチ・マニピュレータ、２０５はガス
フレームジェット、２０６はダイヤモンド膜、２０７は
基板、２０８は銅製の水冷可動基板ホルダ、２０９は真
空チャンバ、２１０は排気系である。トーチ２０１は図
１のトーチ１１と同様な構造であり、着火用の点火プラ
グ（図示せず）が設けられている。トーチ２０１はマニ
ピュレータ２０４によって上下方向および水平方向に移
動でき、基板２０７は基板ホルダ２０８によって水平方
向に移動できるようになっている。
【００１５】先ず、チャンバ２０９内を大気に対して開
放した状態で、モリブデン基板２０７（２０ｍｍ角、厚
さ２ｍｍ）を基板ホルダ２０８上に取り付けた。次に、
ボンベ２０２Ａから燃料ガスとしてプロピレンを１０リ
ットル／ｍｉｎ、ボンベ２０２Ｂから酸素を１４リット
ル／ｍｉｎ流し、点火プラグで着火した。その後、チャ
ンバ２０９を外囲大気に対して密閉し、排気系２１０を
作動させてチャンバ２０９内を２００Ｔｏｏｒに減圧し
た。マニピュレータ２０４を作動させてトーチ２０１を
ゆっくり下降させて基板に近づけ、基板表面温度が１０
００℃になる位置に固定した。この状態に１時間維持し
て製膜を行った。
放した状態で、モリブデン基板２０７（２０ｍｍ角、厚
さ２ｍｍ）を基板ホルダ２０８上に取り付けた。次に、
ボンベ２０２Ａから燃料ガスとしてプロピレンを１０リ
ットル／ｍｉｎ、ボンベ２０２Ｂから酸素を１４リット
ル／ｍｉｎ流し、点火プラグで着火した。その後、チャ
ンバ２０９を外囲大気に対して密閉し、排気系２１０を
作動させてチャンバ２０９内を２００Ｔｏｏｒに減圧し
た。マニピュレータ２０４を作動させてトーチ２０１を
ゆっくり下降させて基板に近づけ、基板表面温度が１０
００℃になる位置に固定した。この状態に１時間維持し
て製膜を行った。
【００１６】基板２０７上に合成された生成物を、Ｘ線
回折、ラマン分光、二次イオン質量分析計（ＳＩＭ
Ｓ）、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で調べた。その結果、
生成物は厚さ２００μｍの膜状多結晶体で、Ｘ線回折で
は立方晶ダイヤモンドのピークのみが検出された。ラマ
ン分光では１３３３ｃｍ-1にダイヤモンド特有のシャー
プなピークが検出された。また、ＳＩＭＳでは炭素以外
の原子は検出されなかった。
回折、ラマン分光、二次イオン質量分析計（ＳＩＭ
Ｓ）、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で調べた。その結果、
生成物は厚さ２００μｍの膜状多結晶体で、Ｘ線回折で
は立方晶ダイヤモンドのピークのみが検出された。ラマ
ン分光では１３３３ｃｍ-1にダイヤモンド特有のシャー
プなピークが検出された。また、ＳＩＭＳでは炭素以外
の原子は検出されなかった。
【００１７】このように、不純物ない高純度で良質のダ
イヤモンドを、製膜速度２００μｍ／ｈの高速で合成す
ることができた。 〔実施例２〕 実施例１と同じ装置、条件で製膜を行った。ただし、燃
料ガスとしてメタン（１リットル／ｍｉｎ）と水素（１
５リットル／ｍｉｎ）の混合ガスを用い、酸素流量を１
５リットル／ｍｉｎとした。
イヤモンドを、製膜速度２００μｍ／ｈの高速で合成す
ることができた。 〔実施例２〕 実施例１と同じ装置、条件で製膜を行った。ただし、燃
料ガスとしてメタン（１リットル／ｍｉｎ）と水素（１
５リットル／ｍｉｎ）の混合ガスを用い、酸素流量を１
５リットル／ｍｉｎとした。
【００１８】得られた生成物を実施例１と同様に調べ
た。厚さ１１０μｍの高純度で良質のダイヤモンド膜を
合成することができた。製膜速度は１１０μｍ／ｈであ
った。 〔実施例３〕 実施例１と同じ装置、条件で製膜を行った。ただし、排
気系２１０は作動させず、大気開放雰囲気で行った。
た。厚さ１１０μｍの高純度で良質のダイヤモンド膜を
合成することができた。製膜速度は１１０μｍ／ｈであ
った。 〔実施例３〕 実施例１と同じ装置、条件で製膜を行った。ただし、排
気系２１０は作動させず、大気開放雰囲気で行った。
【００１９】得られた生成物を実施例１と同様に調べ
た。厚さ１２０μｍのダイヤモンド膜を合成することが
できた。ＳＩＭＳ分析では、炭素以外に窒素が僅かに検
出された。
た。厚さ１２０μｍのダイヤモンド膜を合成することが
できた。ＳＩＭＳ分析では、炭素以外に窒素が僅かに検
出された。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
不純物のない高純度のダイヤモンドを、安価で安全に、
作業性良く、高速で大面積の基板上に合成できる。
不純物のない高純度のダイヤモンドを、安価で安全に、
作業性良く、高速で大面積の基板上に合成できる。
【図１】本発明の原理を説明するための装置断面図であ
る。
る。
【図２】本発明に従ったダイヤモンドの合成方法を行う
装置の配置例を示す装置断面図である。
装置の配置例を示す装置断面図である。
【図３】従来のダイヤモンド合成方法を示す装置断面図
である。
である。
１１…トーチ １２…高速ガスフレームジェット １３…ダイヤモンド膜 １４…水冷された基板 １５…燃料ガス １６…酸素ガス １７…トーチ１１の燃焼室 １８…トーチ１１の燃焼ガス噴出用ノズル １９…点火プラグ ２０１…トーチ ２０２Ａ…燃料ガスのボンベ ２０２Ｂ…酸素ガスのボンベ ２０３…ガス流量調節用レギュレータ ２０４…トーチ・マニピュレータ ２０５…ガスフレームジェット ２０６…ダイヤモンド膜 ２０７…基板 ２０８…銅製の水冷可動基板ホルダ ２０９…真空チャンバ ２１０…排気系 ３０１…トーチ ３０２…アセチレンガス ３０３…酸素ガス ３０４…内炎 ３０６…ダイヤモンド ３０５…外炎 ３０７…基板３７ ３０８…水冷されたホルダ ３０９…冷却水
Claims (7)
- 【請求項１】トーチの燃焼室内で可燃性炭素化合物ガス
を含む燃料ガスを酸素ガスで燃焼させ、発生した燃焼ガ
スを該トーチのノズルからガスフレームジェットとして
噴出させて基板上に照射することにより、該基板上にダ
イヤモンドを合成することを特徴とするダイヤモンドの
合成方法。 - 【請求項２】前記燃料ガスが、炭素化合物ガスを主成分
とすることを特徴とする請求項１に記載のダイヤモンド
の合成方法。 - 【請求項３】前記燃料ガスが、炭素化合物ガスと水素ガ
スとの混合ガスを主成分とすることを特徴とする請求項
１に記載のダイヤモンドの合成方法。 - 【請求項４】前記炭素化合物が炭化水素であることを特
徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のダ
イヤモンドの合成方法。 - 【請求項５】前記トーチのノズルから前記ガスフレーム
ジェットを減圧雰囲気中に噴出させ、該減圧雰囲気中に
保持した基板上に照射することを特徴とする請求項１か
ら４までのいずれか１項に記載のダイヤモンドの合成方
法。 - 【請求項６】請求項１に記載のダイヤモンドの合成方法
を実施するための装置であって、燃料ガス供給口、酸素
ガス供給口、燃焼室、および燃焼ガス噴出ノズルを有す
るガスフレームジェット発生用トーチと、基板保持機構
と、該トーチと基板とを相対的に移動させる機構と、該
トーチに該燃料ガスおよび該酸素ガスを供給するガス供
給系とを含んで成ることを特徴とするダイヤモンドの合
成装置。 - 【請求項７】前記トーチ、前記基板保持機構、および前
記トーチと基板との相対移動機構を、排気系に接続され
た真空チャンバ内に設けたことを特徴とする請求項６に
記載のダイヤモンドの合成装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402541A JP2545498B2 (ja) | 1990-12-15 | 1990-12-15 | ダイヤモンドの合成方法および装置 |
| DE69125118T DE69125118T2 (de) | 1990-12-15 | 1991-12-12 | Verfahren zur Herstellung eines Diamant-Überzuges |
| EP91311560A EP0491521B1 (en) | 1990-12-15 | 1991-12-12 | Process for producing diamond film |
| US07/806,246 US5217700A (en) | 1990-12-15 | 1991-12-13 | Process and apparatus for producing diamond film |
| US07/994,287 US5338364A (en) | 1990-12-15 | 1992-12-21 | Process and apparatus for producing diamond film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402541A JP2545498B2 (ja) | 1990-12-15 | 1990-12-15 | ダイヤモンドの合成方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219337A JPH04219337A (ja) | 1992-08-10 |
| JP2545498B2 true JP2545498B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=18512342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2402541A Expired - Fee Related JP2545498B2 (ja) | 1990-12-15 | 1990-12-15 | ダイヤモンドの合成方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545498B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6660177B2 (en) * | 2001-11-07 | 2003-12-09 | Rapt Industries Inc. | Apparatus and method for reactive atom plasma processing for material deposition |
-
1990
- 1990-12-15 JP JP2402541A patent/JP2545498B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04219337A (ja) | 1992-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5217700A (en) | Process and apparatus for producing diamond film | |
| EP0286306B1 (en) | Method and apparatus for vapor deposition of diamond | |
| EP0324538B1 (en) | Vapor-phase method for synthesis of diamond | |
| CA2059185C (en) | Process and apparatus for production of diamond like films | |
| Matsumoto et al. | Synthesis of carbon nitride in plasma arc | |
| US5174983A (en) | Flame or plasma synthesis of diamond under turbulent and transition flow conditions | |
| JP2545498B2 (ja) | ダイヤモンドの合成方法および装置 | |
| US5605759A (en) | Physical vapor deposition of diamond-like carbon films | |
| RU2032765C1 (ru) | Способ нанесения алмазного покрытия из паровой фазы и устройство для его осуществления | |
| US5286533A (en) | Method of making hard boron nitride by a plasma CVD method employing beam irradiation | |
| JPH01179789A (ja) | ダイヤモンドの気相成長方法と熱プラズマ堆積方法およびプラズマ噴射装置 | |
| JPH03208892A (ja) | ダイヤモンド膜の合成方法および装置 | |
| JPH0226895A (ja) | ダイヤモンド気相合成方法及びその装置 | |
| JP2579071B2 (ja) | ダイヤモンド膜形成方法及びその形成装置 | |
| JPH03504254A (ja) | 改良されたダイヤモンド析出セル | |
| JPH01201481A (ja) | 高圧相窒化ほう素の気相合成方法及び装置 | |
| JPH02196094A (ja) | 燃焼炎によるダイヤモンドの合成方法 | |
| JP2581330B2 (ja) | 燃焼炎によるダイヤモンドの合成法 | |
| JPH0814023B2 (ja) | 高圧相窒化ホウ素の気相合成法 | |
| JP2820604B2 (ja) | 気相法ダイヤモンドの合成法及び合成装置 | |
| JP2651773B2 (ja) | 気相法ダイヤモンド合成法及び合成装置 | |
| JPH0255294A (ja) | 気相法ダイアモンドの合成法 | |
| JPH0660411B2 (ja) | 光プラズマ気相合成方法及び装置 | |
| JPH01100092A (ja) | ダイヤモンドの気相合成方法及び装置 | |
| JPH02192491A (ja) | 気相法ダイヤモンドの合成法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960604 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |