JP2634183B2 - ダイヤモンド結晶の形成方法 - Google Patents
ダイヤモンド結晶の形成方法Info
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- JP2634183B2 JP2634183B2 JP2575388A JP2575388A JP2634183B2 JP 2634183 B2 JP2634183 B2 JP 2634183B2 JP 2575388 A JP2575388 A JP 2575388A JP 2575388 A JP2575388 A JP 2575388A JP 2634183 B2 JP2634183 B2 JP 2634183B2
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- Japan
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- diamond
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- diamond crystal
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- crystal
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気相法により、基体上にダイヤモンド結晶
を成長させるダイヤモンド結晶の形成方法に関する。本
発明により形成したダイヤモンド結晶は、例えば光学薄
膜、摺動部等の機械的保護膜、半導体集積回路、光集積
回路などに利用することができる。
を成長させるダイヤモンド結晶の形成方法に関する。本
発明により形成したダイヤモンド結晶は、例えば光学薄
膜、摺動部等の機械的保護膜、半導体集積回路、光集積
回路などに利用することができる。
ダイヤモンド膜やダイヤモンド状炭素膜の形成方法と
しては、従来より幾つかの方法が知られており、例えば
水素ガスと炭素含有ガスを熱分解あるいはプラズマ状態
にして炭素含有ガスの活性種を生成し、その活性種から
ダイヤモンド膜を基体上に形成する方法（特開昭58−91
100号公報、特開昭58−110494号公報、特公昭61−2632
号公報等）、原料ガスをイオン化し、電界により引き出
して基体上にダイヤモンド膜を形成する方法（特開昭53
−10634号公報等）、グラファイトやダイヤモンド等の
ターゲットに荷電粒子を照射することによりスパッタ蒸
着させ、そのスパッタ蒸着した炭素原子によりダイヤモ
ンド間を基体上に形成する、いわゆるイオンビームスパ
ッタ法（特開昭56−22616号公報等）などがある。
しては、従来より幾つかの方法が知られており、例えば
水素ガスと炭素含有ガスを熱分解あるいはプラズマ状態
にして炭素含有ガスの活性種を生成し、その活性種から
ダイヤモンド膜を基体上に形成する方法（特開昭58−91
100号公報、特開昭58−110494号公報、特公昭61−2632
号公報等）、原料ガスをイオン化し、電界により引き出
して基体上にダイヤモンド膜を形成する方法（特開昭53
−10634号公報等）、グラファイトやダイヤモンド等の
ターゲットに荷電粒子を照射することによりスパッタ蒸
着させ、そのスパッタ蒸着した炭素原子によりダイヤモ
ンド間を基体上に形成する、いわゆるイオンビームスパ
ッタ法（特開昭56−22616号公報等）などがある。
また、あらかじめダイヤモンド砥粒などにより基体表
面に傷を形成し、その基体に対して上述のような気相法
を行なうと、その傷部分のダイヤモンドの核発生密度が
向上することが知られている。
面に傷を形成し、その基体に対して上述のような気相法
を行なうと、その傷部分のダイヤモンドの核発生密度が
向上することが知られている。
しかしながら、傷の形成により核発生密度を高める場
合、どのような形状の傷がダイヤモンド核発生密度を向
上できるのかは、いまだ不明であった。
合、どのような形状の傷がダイヤモンド核発生密度を向
上できるのかは、いまだ不明であった。
本発明の目的は、ダイヤモンド核が良好に発生するこ
とのできる基板上の傷（凹部）の大きさおよび深さを見
い出し、そのような傷を形成してダイヤモンド結晶を容
易に形成する方法を提供することにある。
とのできる基板上の傷（凹部）の大きさおよび深さを見
い出し、そのような傷を形成してダイヤモンド結晶を容
易に形成する方法を提供することにある。
本発明は、気相法により基体上にダイヤモンド結晶を
成長させる過程を含むダイヤモンド結晶の形成方法にお
いて、前記基体上にあらかじめ50〜5000Åの深さおよび
巾の凹部を形成すことを特徴とするダイヤモンド結晶の
形成方法である。
成長させる過程を含むダイヤモンド結晶の形成方法にお
いて、前記基体上にあらかじめ50〜5000Åの深さおよび
巾の凹部を形成すことを特徴とするダイヤモンド結晶の
形成方法である。
以下、本発明の方法を、工程に沿って、かつ図面を用
いて詳細に説明する。なお、第１図（ａ）および（ｂ）
は、本発明の工程を簡略に説明するための図面であり、
第１図（ａ）は凹部が形成された基体の部分断面図、第
１図（ｂ）はダイヤモンド核が成長した後の基体の部分
断面図である。
いて詳細に説明する。なお、第１図（ａ）および（ｂ）
は、本発明の工程を簡略に説明するための図面であり、
第１図（ａ）は凹部が形成された基体の部分断面図、第
１図（ｂ）はダイヤモンド核が成長した後の基体の部分
断面図である。
まず、その表面に、気相法によりダイヤモンド結晶が
成長可能であるような基体を用意する。そのような基体
としては、例えばSi、Ge等の半導体基板、石英等の酸化
物基板、Mo、Ｗ等の金属基板を挙げることができる。な
お、後述するように本発明の方法を用いればダイヤモン
ド核が発生し易くなるので、従来はダイヤモンド核が成
長し難いような材質の基体をも使用可能な場合もある。
成長可能であるような基体を用意する。そのような基体
としては、例えばSi、Ge等の半導体基板、石英等の酸化
物基板、Mo、Ｗ等の金属基板を挙げることができる。な
お、後述するように本発明の方法を用いればダイヤモン
ド核が発生し易くなるので、従来はダイヤモンド核が成
長し難いような材質の基体をも使用可能な場合もある。
次いで、第１図（ａ）に示すように、基体１上のダイ
ヤモンド結晶形成予定部位に凹部２を形成する。その凹
部は、50〜5000Å、好ましくは100〜500Åの深さおよび
巾を有するものであればどのような形状であってもよ
い。例えば線状または点状などでもよく、線状の凹部の
場合は傷の巾が上記範囲内であれば、傷の長さ5000Å以
上であってもよい。凹部の形成方法は、特定の方法に限
定されるものではなく、例えばFIB（集束イオンビー
ム）法、EBリソグラフィー（電子線描画装置）法、ドラ
イエッチング法、ウェットエッチング法、機械的方法な
どの種々の方法により形成することができる。なお本発
明において、基体上に部位選択的に凹部を形成すれば、
ダイヤモンド結晶より成る薄膜パターンを容易に形成す
ることができる。
ヤモンド結晶形成予定部位に凹部２を形成する。その凹
部は、50〜5000Å、好ましくは100〜500Åの深さおよび
巾を有するものであればどのような形状であってもよ
い。例えば線状または点状などでもよく、線状の凹部の
場合は傷の巾が上記範囲内であれば、傷の長さ5000Å以
上であってもよい。凹部の形成方法は、特定の方法に限
定されるものではなく、例えばFIB（集束イオンビー
ム）法、EBリソグラフィー（電子線描画装置）法、ドラ
イエッチング法、ウェットエッチング法、機械的方法な
どの種々の方法により形成することができる。なお本発
明において、基体上に部位選択的に凹部を形成すれば、
ダイヤモンド結晶より成る薄膜パターンを容易に形成す
ることができる。
次いで、第１図（ｂ）に示すように、凹部２が形成さ
れた基体１の上に、気相法により、ダイヤモンド結晶を
成長させる。その際に、基体１上の凹部２の部分からダ
イヤモンド核が容易に発生するので、ダイヤモンド結晶
３が容易に成長し始める。
れた基体１の上に、気相法により、ダイヤモンド結晶を
成長させる。その際に、基体１上の凹部２の部分からダ
イヤモンド核が容易に発生するので、ダイヤモンド結晶
３が容易に成長し始める。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。
実施例１ Si（100）単結晶基板に、電子描画装置を用いたパタ
ーン作成法により、表−１に示すような種々の径の穴状
の凹部を多数形成した。なお、基板の直径は１インチ、
厚さは0.5mmとした。
ーン作成法により、表−１に示すような種々の径の穴状
の凹部を多数形成した。なお、基板の直径は１インチ、
厚さは0.5mmとした。
次いで、その基板上にＷフィラメント法によるダイヤ
モンド成膜を５分間行なった。なお、その際の原料ガス
は、CH4とH2の混合ガスでCH4濃度0.5％のものを用い
た。また圧力は50Torr、基板温度は850℃、フィラメン
ト温度は2100℃とした。
モンド成膜を５分間行なった。なお、その際の原料ガス
は、CH4とH2の混合ガスでCH4濃度0.5％のものを用い
た。また圧力は50Torr、基板温度は850℃、フィラメン
ト温度は2100℃とした。
以上の成膜により、基板上の凹部部分に径が100〜200
Åのダイヤモンド結晶が析出し、凹部以外の部分には、
ダイヤモンド結晶はほとんど発生しなかった。
Åのダイヤモンド結晶が析出し、凹部以外の部分には、
ダイヤモンド結晶はほとんど発生しなかった。
表−１に、各径の凹部に対するダイヤモンド結晶発生
の確率を示す。それらの結果から、本発明によればダイ
ヤモンド核を良好に発生させることができることが確認
できた。
の確率を示す。それらの結果から、本発明によればダイ
ヤモンド核を良好に発生させることができることが確認
できた。
比較列１ 凹部を形成しな以外は実施例１と全く同様にして成膜
を行なった。表−１に、1cm2当たりの結晶核の析出個数
を示す。
を行なった。表−１に、1cm2当たりの結晶核の析出個数
を示す。
比較例２ 凹部径を1000Åとした以外は実施例１と全く同様にし
て成膜を行なった。表−１に示す結果から、本発明の凹
部の巾は5000Å以下で有効であることが確認できた。
て成膜を行なった。表−１に示す結果から、本発明の凹
部の巾は5000Å以下で有効であることが確認できた。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、ダイヤモンド
結晶の成長のために好適な深さおよび巾の凹部を基体上
に形成するので、その凹部の上にダイヤモンド結晶を気
相法により容易に成長させることができる。したがっ
て、製造コストの低減が可能となり、更にはダイヤモン
ド結晶より成る薄膜パターンを容易に形成することもで
きる。
結晶の成長のために好適な深さおよび巾の凹部を基体上
に形成するので、その凹部の上にダイヤモンド結晶を気
相法により容易に成長させることができる。したがっ
て、製造コストの低減が可能となり、更にはダイヤモン
ド結晶より成る薄膜パターンを容易に形成することもで
きる。
以上のような本発明の方法により形成したダイヤモン
ド結晶は、例えば光学薄膜、摺動部等の機械的保護膜、
半導体集積回路、光集積回路などに用いるに有用であ
る。
ド結晶は、例えば光学薄膜、摺動部等の機械的保護膜、
半導体集積回路、光集積回路などに用いるに有用であ
る。
第１図（ａ）は凹部が形成された基体の部分断面図、第
１図（ｂ）はダイヤモンド核が成長した後の基体の部分
断面図である。 １……基体 ２……凹部 ３……ダイヤモンド核
１図（ｂ）はダイヤモンド核が成長した後の基体の部分
断面図である。 １……基体 ２……凹部 ３……ダイヤモンド核
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平林 敬二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−262468（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−21209（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】気相法により基体上にダイヤモンド結晶を
成長させる過程を含むダイヤモンド結晶の形成方法にお
いて、前記基体上にあらかじめ50〜5000Åの深さおよび
巾を有する凹部を形成することを特徴とするダイヤモン
ド結晶の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2575388A JP2634183B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | ダイヤモンド結晶の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2575388A JP2634183B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | ダイヤモンド結晶の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01203293A JPH01203293A (ja) | 1989-08-16 |
| JP2634183B2 true JP2634183B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=12174595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2575388A Expired - Lifetime JP2634183B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | ダイヤモンド結晶の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2634183B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5200231A (en) * | 1989-08-17 | 1993-04-06 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing polycrystalline diamond layers |
| US5206083A (en) * | 1989-09-18 | 1993-04-27 | Cornell Research Foundation, Inc. | Diamond and diamond-like films and coatings prepared by deposition on substrate that contain a dispersion of diamond particles |
| US5082359A (en) * | 1989-11-28 | 1992-01-21 | Epion Corporation | Diamond films and method of growing diamond films on nondiamond substrates |
| JP2690588B2 (ja) * | 1990-03-14 | 1997-12-10 | キヤノン株式会社 | ジョセフソン接合素子 |
| JP2737521B2 (ja) * | 1991-09-13 | 1998-04-08 | 富士通株式会社 | ダイヤモンド膜の被覆方法 |
| JP3448884B2 (ja) * | 1992-12-15 | 2003-09-22 | 日本精工株式会社 | 人工ダイヤモンド被覆材 |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP2575388A patent/JP2634183B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01203293A (ja) | 1989-08-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |