JP2620293B2 - ダイヤモンドの改質法 - Google Patents
ダイヤモンドの改質法Info
- Publication number
- JP2620293B2 JP2620293B2 JP63064863A JP6486388A JP2620293B2 JP 2620293 B2 JP2620293 B2 JP 2620293B2 JP 63064863 A JP63064863 A JP 63064863A JP 6486388 A JP6486388 A JP 6486388A JP 2620293 B2 JP2620293 B2 JP 2620293B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- resistance
- torr
- oxygen
- modification method
- 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)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダイヤモンドの電気的特性を改善する方法
に関する。
に関する。
ダイヤモンドは硬度が高く、化学的に安定しているの
で従来から工具などへの応用が図られてきたが、最近で
はエレクトロニクス材料としての用途も開発されつつあ
る。
で従来から工具などへの応用が図られてきたが、最近で
はエレクトロニクス材料としての用途も開発されつつあ
る。
例えば、ダイヤモンドは熱伝導率が20W/cm・Ｋと物質
中最高であることから、ヒートシンク材料として既に応
用されている。又、バンドギヤツプが5.5eVと大きく、
本来絶縁物であることから、絶縁材料やパツシベーシヨ
ン用材料として応用可能である。更に、不純物として硼
素を含有させるとＰ型半導体となるので、耐熱性、耐環
境性に優れた半導体材料としても期待されている。
中最高であることから、ヒートシンク材料として既に応
用されている。又、バンドギヤツプが5.5eVと大きく、
本来絶縁物であることから、絶縁材料やパツシベーシヨ
ン用材料として応用可能である。更に、不純物として硼
素を含有させるとＰ型半導体となるので、耐熱性、耐環
境性に優れた半導体材料としても期待されている。
これらエレクトロニクス材料としての用途に関する応
用研究は、近年ダイヤモンドの気相合成法が確立してか
ら一層盛んになつている。このダイヤモンドの気相合成
法は炭化水素と水素を原料ガスとし、これを活性化さ
せ、加熱した基板上にダイヤモンド膜を成長させるもの
であり、原料ガスの活性化方法によつて、例えば加熱し
た金属フイラメントを用いる熱CVD法（特願昭56−18942
3号公報参照）、あるいはマイクロ波プラズマを用いる
マイクロ波プラズマCVD法（特願昭56−204321号公報参
照）などがある。基板として金属やシリコン等を使用す
ればダイヤモンド多結晶膜が成長し、ダイヤモンド単結
晶基板上にはダイヤモンド単結晶膜を成長させることが
できる。
用研究は、近年ダイヤモンドの気相合成法が確立してか
ら一層盛んになつている。このダイヤモンドの気相合成
法は炭化水素と水素を原料ガスとし、これを活性化さ
せ、加熱した基板上にダイヤモンド膜を成長させるもの
であり、原料ガスの活性化方法によつて、例えば加熱し
た金属フイラメントを用いる熱CVD法（特願昭56−18942
3号公報参照）、あるいはマイクロ波プラズマを用いる
マイクロ波プラズマCVD法（特願昭56−204321号公報参
照）などがある。基板として金属やシリコン等を使用す
ればダイヤモンド多結晶膜が成長し、ダイヤモンド単結
晶基板上にはダイヤモンド単結晶膜を成長させることが
できる。
本来、不純物を含まないダイヤモンドの比抵抗は1013
Ω・cmである。然るに、人工的に合成したダイヤモンド
の抵抗値は上記比抵抗より計算した値より低く、特に上
記の気相合成法により形成したダイヤモンドの抵抗値は
12桁以上低くなり、エレクトロニクス材料として用いる
場合の絶縁性に問題があつた。加えて、これらのダイヤ
モンドの抵抗値は雰囲気や温度によつて経時的に変化し
安定していないため、半導体デバイス等に応用できなか
つた。
Ω・cmである。然るに、人工的に合成したダイヤモンド
の抵抗値は上記比抵抗より計算した値より低く、特に上
記の気相合成法により形成したダイヤモンドの抵抗値は
12桁以上低くなり、エレクトロニクス材料として用いる
場合の絶縁性に問題があつた。加えて、これらのダイヤ
モンドの抵抗値は雰囲気や温度によつて経時的に変化し
安定していないため、半導体デバイス等に応用できなか
つた。
本発明はこのような従来の事情に鑑み、ダイヤモンド
の抵抗値を理論値近くに高め、且つその抵抗値を安定化
させることを目的とする。
の抵抗値を理論値近くに高め、且つその抵抗値を安定化
させることを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明においては、ダイヤ
モンドを酸素分圧が１×10-5torr以上の酸素含有ガスプ
ラズマにさらすことにより、ダイヤモンドの電気抵抗を
高抵抗化し且つ安定化させる。
モンドを酸素分圧が１×10-5torr以上の酸素含有ガスプ
ラズマにさらすことにより、ダイヤモンドの電気抵抗を
高抵抗化し且つ安定化させる。
絶縁性に問題のあるダイヤモンドは天然でも合成でも
全て本方法により電気抵抗の高抵抗化及び安定化をなし
得る。なかでも温度差法等などによるバルク単結晶ダイ
ヤモンドや気相合成法による単結晶又は多結晶ダイヤモ
ンド膜に対して効果的であり、特に気相合成法では成長
時に活性化された水素雰囲気中に置かれるため、アズグ
ロウンのダイヤモンド膜は必ず抵抗値が相当低く且つ不
安定であり、本方法による効果が大きい。又、ダイヤモ
ンドとして不純物を含まないものだけでなく、Ｎ、Ｂ、
Al、Ｐ、As、Ｓ、Se、Cl等の不純物を含有たダイヤモン
ドであっても、本方法により電気抵抗を高抵抗化し安定
化させることができる。
全て本方法により電気抵抗の高抵抗化及び安定化をなし
得る。なかでも温度差法等などによるバルク単結晶ダイ
ヤモンドや気相合成法による単結晶又は多結晶ダイヤモ
ンド膜に対して効果的であり、特に気相合成法では成長
時に活性化された水素雰囲気中に置かれるため、アズグ
ロウンのダイヤモンド膜は必ず抵抗値が相当低く且つ不
安定であり、本方法による効果が大きい。又、ダイヤモ
ンドとして不純物を含まないものだけでなく、Ｎ、Ｂ、
Al、Ｐ、As、Ｓ、Se、Cl等の不純物を含有たダイヤモン
ドであっても、本方法により電気抵抗を高抵抗化し安定
化させることができる。
ダイヤモンドを酸素分圧が１×10-5torr以上の酸素含
有ガスプラズマにさらす方法は、ダイヤモンドの温度に
よらず有効である利点があり、例えば加熱なしに酸素分
圧１×10-4torr及びAr分圧５×10-4torrのガスを13.56M
Hz、出力50Wの放電プラズマ中に10分間保持するだけで
効果が得られる。
有ガスプラズマにさらす方法は、ダイヤモンドの温度に
よらず有効である利点があり、例えば加熱なしに酸素分
圧１×10-4torr及びAr分圧５×10-4torrのガスを13.56M
Hz、出力50Wの放電プラズマ中に10分間保持するだけで
効果が得られる。
実施例１ Ib型単結晶ダイヤモンド基板の（100）面にマイクロ
プラズマCVD法により原料ガスCH4/H2＝1/200、マイクロ
波パワー400W、及び反応圧力40torrの条件下で、縦1.5m
m及び横2.0mmで膜厚１μｍのダイヤモンド膜を成長させ
た。このダイヤモンド膜上にAu/Mo/Ti電極を間隔0.5mm
で蒸着により形成し、２端子法により室温での電気抵抗
を測定したところ、５×104Ωであつた。
プラズマCVD法により原料ガスCH4/H2＝1/200、マイクロ
波パワー400W、及び反応圧力40torrの条件下で、縦1.5m
m及び横2.0mmで膜厚１μｍのダイヤモンド膜を成長させ
た。このダイヤモンド膜上にAu/Mo/Ti電極を間隔0.5mm
で蒸着により形成し、２端子法により室温での電気抵抗
を測定したところ、５×104Ωであつた。
その後、このダイヤモンド膜を酸素圧0.01torr、RFパ
ワー200Wの平行平板RF酸素プラズマ中で３分間処理し、
再び抵抗値を測定したところ、抵抗値は1012Ωに高めら
れ、この抵抗値は以後殆ど変化しなかつた。
ワー200Wの平行平板RF酸素プラズマ中で３分間処理し、
再び抵抗値を測定したところ、抵抗値は1012Ωに高めら
れ、この抵抗値は以後殆ど変化しなかつた。
本発明によれば、ダイヤモンドの抵抗値を理論値近く
に高め、且つその抵抗値を安定化させることができる。
に高め、且つその抵抗値を安定化させることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】ダイヤモンドを酸素分圧が１×10-5torr以
上の酸素含有ガスプラズマにさらすことにより、その電
気抵抗を高抵抗化し且つ安定化させるダイヤモンドの改
質法。 - 【請求項２】ダイヤモンドが気相合成法により基板上に
形成したダイヤモンド膜であることとを特徴とする、請
求項（１）に記載のダイヤモンドの改質法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064863A JP2620293B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | ダイヤモンドの改質法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064863A JP2620293B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | ダイヤモンドの改質法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239091A JPH01239091A (ja) | 1989-09-25 |
| JP2620293B2 true JP2620293B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=13270428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63064863A Expired - Fee Related JP2620293B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | ダイヤモンドの改質法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2620293B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5173761A (en) * | 1991-01-28 | 1992-12-22 | Kobe Steel Usa Inc., Electronic Materials Center | Semiconducting polycrystalline diamond electronic devices employing an insulating diamond layer |
| JPH04302172A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-26 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンドショットキーダイオード |
| JPH05221791A (ja) * | 1991-12-18 | 1993-08-31 | Kobe Steel Ltd | 燃焼法によるダイヤモンド合成法 |
| CA2258388C (en) * | 1998-01-20 | 2002-04-16 | Philip M. Fabis | Surface processing of thin film cvd diamond coatings for improved resistive properties and integrated circuit packages incorporating processed coatings |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6355197A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-09 | Toshiba Corp | 高純度ダイヤモンドの製造方法 |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP63064863A patent/JP2620293B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01239091A (ja) | 1989-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fujimori et al. | Characterization of conducting diamond films | |
| KR920004173B1 (ko) | 실리콘 기판상에 단결정 β-sic층을 성장시키는 방법 | |
| EP0282054B1 (en) | Thin film single crystal diamond substrate | |
| JPS6346039B2 (ja) | ||
| US6793849B1 (en) | N-type droping of nanocrystalline diamond films with nitrogen and electrodes made therefrom | |
| Chu et al. | Preparation and properties of boron arsenide films | |
| JPH02233591A (ja) | 単結晶ダイヤモンド層の形成法 | |
| US4382837A (en) | Epitaxial crystal fabrication of SiC:AlN | |
| JPH02270304A (ja) | サーミスタ及びその製造方法 | |
| JPH1081587A (ja) | リンドープダイヤモンドの合成法 | |
| Kim et al. | Theoretically predicted and experimentally determined effects of the Si/(Si+ C) gas phase ratio on the growth and character of monocrystalline beta silicon carbide films | |
| JP2620293B2 (ja) | ダイヤモンドの改質法 | |
| JPH0658891B2 (ja) | 薄膜単結晶ダイヤモンド基板 | |
| EP0379359B1 (en) | A composite material | |
| Sigsbee | Atmosphere effects on Nb3Ge growth and superconductivity | |
| US4489128A (en) | Structure containing epitaxial crystals on a substrate | |
| JPS6270295A (ja) | ｎ型半導体ダイヤモンド膜の製造法 | |
| WO2002031839A1 (en) | N-type doping of nanocrystalline diamond films with nitrogen and electrodes made therefrom | |
| US5897705A (en) | Process for the production of an epitaxially coated semiconductor wafer | |
| Zhang et al. | High nitrogen amounts incorporated diamond films deposited by the addition of nitrogen in a hot-filament CVD system | |
| JPS63283014A (ja) | 炭化珪素半導体素子 | |
| JPS6115150B2 (ja) | ||
| JPH03165064A (ja) | ダイヤモンド半導体、該ダイヤモンド半導体を用いた電子デバイス及び素子、該ダイヤモンド半導体素子を用いたサーミスタ | |
| JPH06334171A (ja) | ダイヤモンド薄膜素子の製造方法 | |
| Mandracci et al. | Heteroepitaxy of 3C–SiC by electron cyclotron resonance-CVD technique |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |