JP2737521B2 - ダイヤモンド膜の被覆方法 - Google Patents
ダイヤモンド膜の被覆方法Info
- Publication number
- JP2737521B2 JP2737521B2 JP4063804A JP6380492A JP2737521B2 JP 2737521 B2 JP2737521 B2 JP 2737521B2 JP 4063804 A JP4063804 A JP 4063804A JP 6380492 A JP6380492 A JP 6380492A JP 2737521 B2 JP2737521 B2 JP 2737521B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- diamond
- diamond film
- etching
- processed
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被処理基板へのダイヤモ
ンド膜の被覆方法に関し、更に詳しくは高い密着力で被
処理基板上へ気相合成ダイヤモンド膜を被覆する方法に
関する。ダイヤモンドは炭素（Ｃ）の同素体であり、所
謂ダイヤモンド構造を示し、ビッカース硬度は10,000kg
／mm2 と大きく、また熱伝導度は2000Ｗ／mKと他の材料
に較べて格段に優れており、またバルクを伝播する音速
は 18,000m／s と他の材料に較べて格段に速いなどの特
徴をもっている。
ンド膜の被覆方法に関し、更に詳しくは高い密着力で被
処理基板上へ気相合成ダイヤモンド膜を被覆する方法に
関する。ダイヤモンドは炭素（Ｃ）の同素体であり、所
謂ダイヤモンド構造を示し、ビッカース硬度は10,000kg
／mm2 と大きく、また熱伝導度は2000Ｗ／mKと他の材料
に較べて格段に優れており、またバルクを伝播する音速
は 18,000m／s と他の材料に較べて格段に速いなどの特
徴をもっている。
【０００２】そのため、この性質を利用して各種の用途
が検討されている。例えば、硬度が高いのを利用してド
リルの刃やバイトへの使用や耐摩耗性コーティングとし
ての利用が検討されている。
が検討されている。例えば、硬度が高いのを利用してド
リルの刃やバイトへの使用や耐摩耗性コーティングとし
ての利用が検討されている。
【０００３】また、熱伝導度の高いのを利用して半導体
素子のヒートシンク(Heat-sink) の構成材としての利用
が考えられており、また音速が速いことを利用してスピ
ーカーの振動板などへの実用化が進められている。
素子のヒートシンク(Heat-sink) の構成材としての利用
が考えられており、また音速が速いことを利用してスピ
ーカーの振動板などへの実用化が進められている。
【０００４】
【従来の技術】ダイヤモンド膜の合成法としては高圧合
成法と低圧合成法があることは周知の通りである。高圧
合成法は大型の単結晶を育成するのに適した方法である
が、高温高圧を要するために装置が大掛かりとなり、ま
た成長速度が著しく遅く、そのためにコストが高くなる
と云う問題があり、デバイス形成には適さない。
成法と低圧合成法があることは周知の通りである。高圧
合成法は大型の単結晶を育成するのに適した方法である
が、高温高圧を要するために装置が大掛かりとなり、ま
た成長速度が著しく遅く、そのためにコストが高くなる
と云う問題があり、デバイス形成には適さない。
【０００５】これに対し、低圧合成法には熱フィラメン
ト法、燃焼炎法、マイクロ波プラズマ気相成長法（略し
てマイクロ波プラズマＣＶＤ法）、ＤＣプラズマジェッ
トＣＶＤ法など各種の方法があり、何れも被処理基板上
に微結晶の形でダイヤモンド膜を成長させることができ
る。
ト法、燃焼炎法、マイクロ波プラズマ気相成長法（略し
てマイクロ波プラズマＣＶＤ法）、ＤＣプラズマジェッ
トＣＶＤ法など各種の方法があり、何れも被処理基板上
に微結晶の形でダイヤモンド膜を成長させることができ
る。
【０００６】ここで、マイクロ波プラズマＣＶＤ法はマ
グネトロンなどより発生するマイクロ波（μ波）を導波
管によりプラズマ発生室に導き、メタン(CH4) など炭化
水素よりなるソースガスを分解してプラズマ化させ、こ
れを加熱してある被処理基板上に導くことにより炭素ラ
ジカルがダイヤモンドとなって微結晶を成長させる方法
である。
グネトロンなどより発生するマイクロ波（μ波）を導波
管によりプラズマ発生室に導き、メタン(CH4) など炭化
水素よりなるソースガスを分解してプラズマ化させ、こ
れを加熱してある被処理基板上に導くことにより炭素ラ
ジカルがダイヤモンドとなって微結晶を成長させる方法
である。
【０００７】また、ＤＣプラズマジェットＣＶＤ法は陽
極と陰極の間から水素（H2）と炭化水素、例えば CH4と
の混合ガスを反応室に供給すると共に、排気系を動作し
て反応室内を低真空に保持した状態で陽陰極間にアーク
放電を生じさせ、混合ガスを分解させてプラズマ化させ
ると、炭素プラズマを含むプラズマジェットは被処理基
板に衝突し、微結晶からなるダイヤモンド膜を成長させ
る方法である。
極と陰極の間から水素（H2）と炭化水素、例えば CH4と
の混合ガスを反応室に供給すると共に、排気系を動作し
て反応室内を低真空に保持した状態で陽陰極間にアーク
放電を生じさせ、混合ガスを分解させてプラズマ化させ
ると、炭素プラズマを含むプラズマジェットは被処理基
板に衝突し、微結晶からなるダイヤモンド膜を成長させ
る方法である。
【０００８】前述の如く、プラズマＣＶＤ法により被処
理基板上にダイヤモンド膜を成長させることができる
が、プラズマＣＶＤ法には被処理基板との密着性が良く
ないと云う問題がある。被処理基板上にＣＶＤ法により
成長させたダイヤモンド膜の基板との密着力を向上させ
る方法として、 炭化物層などの中間層を設ける、 下地面を凹凸にしアンカー効果を利用する、などの
方法が試みられている。
理基板上にダイヤモンド膜を成長させることができる
が、プラズマＣＶＤ法には被処理基板との密着性が良く
ないと云う問題がある。被処理基板上にＣＶＤ法により
成長させたダイヤモンド膜の基板との密着力を向上させ
る方法として、 炭化物層などの中間層を設ける、 下地面を凹凸にしアンカー効果を利用する、などの
方法が試みられている。
【０００９】すなわち、上記の方法ではタングステン
・カーバイド（WC）やモリブデン・カーバイト(MoC) な
どダイヤモンドとの化学親和力が強い炭化物よりなる中
間層を設けて密着力の向上を図っているが良い結果は得
られていない。
・カーバイド（WC）やモリブデン・カーバイト(MoC) な
どダイヤモンドとの化学親和力が強い炭化物よりなる中
間層を設けて密着力の向上を図っているが良い結果は得
られていない。
【００１０】また、の方法ではエッチングなどにより
基板面に凹凸を作り、この基板面にダイヤモンドを成長
させているが、プラズマＣＶＤ法では核発生密度と成膜
速度が低く、そのために下地面の凹凸を埋めて充分なア
ンカー効果を発揮するほどの厚さにまでダイヤモンド膜
を成長させることが困難であり、実用化には至っていな
い。
基板面に凹凸を作り、この基板面にダイヤモンドを成長
させているが、プラズマＣＶＤ法では核発生密度と成膜
速度が低く、そのために下地面の凹凸を埋めて充分なア
ンカー効果を発揮するほどの厚さにまでダイヤモンド膜
を成長させることが困難であり、実用化には至っていな
い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前記した通り、プラズ
マＣＶＤ法により被処理基板上にダイヤモンド膜をかな
りの成長速度で成長させることはできるが、成長したダ
イヤモンド膜と基板との密着力が弱く、その改良法が種
々試みられているが未だ成功するに至っていない。
マＣＶＤ法により被処理基板上にダイヤモンド膜をかな
りの成長速度で成長させることはできるが、成長したダ
イヤモンド膜と基板との密着力が弱く、その改良法が種
々試みられているが未だ成功するに至っていない。
【００１２】従って、本発明はプラズマＣＶＤ法により
基板上にダイヤモンド膜を成長させるにあたり、成長し
たダイヤモンド膜と基板との密着力を向上させることを
目的とする。
基板上にダイヤモンド膜を成長させるにあたり、成長し
たダイヤモンド膜と基板との密着力を向上させることを
目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、耐熱性
基板上に写真蝕刻技術又は反応性イオンエッチング技術
を用いて大きさまたは間隔が１〜１００μｍの多数の孔
または溝をエッチングにより高密度に形成した後、該基
板上にダイヤモンドを気相成長させることからなるダイ
ヤモンド膜の被覆方法が提供される。
基板上に写真蝕刻技術又は反応性イオンエッチング技術
を用いて大きさまたは間隔が１〜１００μｍの多数の孔
または溝をエッチングにより高密度に形成した後、該基
板上にダイヤモンドを気相成長させることからなるダイ
ヤモンド膜の被覆方法が提供される。
【００１４】本発明によれば、先ず、基板上に写真蝕刻
技術又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）技術を用い
て基板上に多数のエッチング孔を密に形成し、この基板
をダイヤモンド粒子を含む液中に浸漬して超音波振動を
行って、ダイヤモンド粒子をエッチング孔を含む基板面
に衝突させて傷つけ処理を行う。次に、この基板を被処
理基板として従来の方法でダイヤモンドのプラズマ気相
成長を行うことにより基板とダイヤモンド膜の密着力が
高いダイヤモンド膜を基板上に被覆させることができ
る。
技術又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）技術を用い
て基板上に多数のエッチング孔を密に形成し、この基板
をダイヤモンド粒子を含む液中に浸漬して超音波振動を
行って、ダイヤモンド粒子をエッチング孔を含む基板面
に衝突させて傷つけ処理を行う。次に、この基板を被処
理基板として従来の方法でダイヤモンドのプラズマ気相
成長を行うことにより基板とダイヤモンド膜の密着力が
高いダイヤモンド膜を基板上に被覆させることができ
る。
【００１５】
【作用】被処理基板上に多孔質層を形成し、この多孔質
層にダイヤモンド膜を形成してダイヤモンド膜と基板と
の密着力を高めたり、被処理基板を化学エッチングして
鋸歯状とし、この上にダイヤモンド膜を形成してダイヤ
モンド膜と基板との密着力を高めることが考えられる。
しかしながら、ダイヤモンド膜の成長に用いる基板は、
一般に、シリコン（Si）、モリブデン（Mo）、タングス
テンカーバイド（WC）などのエッチングが行われ難い金
属であり、エッチングは結晶境界に沿っても進行する
が、結晶粒の大きさが不規則であることから、高密度に
エッチング孔を作り、この孔にダイヤモンドを成長させ
てアンカー効果を持たせることは困難である。
層にダイヤモンド膜を形成してダイヤモンド膜と基板と
の密着力を高めたり、被処理基板を化学エッチングして
鋸歯状とし、この上にダイヤモンド膜を形成してダイヤ
モンド膜と基板との密着力を高めることが考えられる。
しかしながら、ダイヤモンド膜の成長に用いる基板は、
一般に、シリコン（Si）、モリブデン（Mo）、タングス
テンカーバイド（WC）などのエッチングが行われ難い金
属であり、エッチングは結晶境界に沿っても進行する
が、結晶粒の大きさが不規則であることから、高密度に
エッチング孔を作り、この孔にダイヤモンドを成長させ
てアンカー効果を持たせることは困難である。
【００１６】特に、Ｓｉのように単結晶基板を用いる場
合にはエッチングが均一に進行するために化学的に粗面
化させることは困難である。そこで、本発明の第一の態
様では写真蝕刻技術（フォトリソグラフィ）を用いて基
板表面にマスクを形成後、エッチング溝を用いて化学的
に選択的エッチングを行って基板上にアスペクト比の高
い孔を高密度に規則的に作り、この孔の中にダイヤモン
ドを成長させアンカー効果を発揮させるものである。
合にはエッチングが均一に進行するために化学的に粗面
化させることは困難である。そこで、本発明の第一の態
様では写真蝕刻技術（フォトリソグラフィ）を用いて基
板表面にマスクを形成後、エッチング溝を用いて化学的
に選択的エッチングを行って基板上にアスペクト比の高
い孔を高密度に規則的に作り、この孔の中にダイヤモン
ドを成長させアンカー効果を発揮させるものである。
【００１７】図１はこのようにして形成したダイヤモン
ド膜の断面構造を示す模式図であって、被処理基板１の
上に規則的に形成したあるエッチング孔２からダイヤモ
ンド３が成長して膜形成した状態を示している。
ド膜の断面構造を示す模式図であって、被処理基板１の
上に規則的に形成したあるエッチング孔２からダイヤモ
ンド３が成長して膜形成した状態を示している。
【００１８】ここで、このようにエッチング孔２を中心
としてダイヤモンドを成長させるには、エッチング孔２
の密度が高いことが必要であり、図２の (A)〜(D) は本
発明の実施例に使用したマスクパターンを示しており、
黒い部分が基板がエッチングされないで残る部分であ
る。
としてダイヤモンドを成長させるには、エッチング孔２
の密度が高いことが必要であり、図２の (A)〜(D) は本
発明の実施例に使用したマスクパターンを示しており、
黒い部分が基板がエッチングされないで残る部分であ
る。
【００１９】次に、本発明の第二の態様では、基板表面
上にマスクを形成後、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）により多数の孔又は溝を形成し、そのアンカー効果
を利用して基板とダイヤモンド膜とを機械的に接合させ
るものである。特に反応性イオンエッチングにより、開
口部が奥よりも細くなった微細な穴または溝を基板表面
に形成することができ、一層高いアンカー効果を得るこ
とができる。
上にマスクを形成後、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）により多数の孔又は溝を形成し、そのアンカー効果
を利用して基板とダイヤモンド膜とを機械的に接合させ
るものである。特に反応性イオンエッチングにより、開
口部が奥よりも細くなった微細な穴または溝を基板表面
に形成することができ、一層高いアンカー効果を得るこ
とができる。
【００２０】図３は、ＲＩＥを利用して作成したダイヤ
モンド膜の断面を示したもので、基板４の表面に、エッ
チング孔５を形成してダイヤモンド膜６を成長させた状
態を示している。基板４の表面に設けられた孔５は図示
の如く開口部が狭く奥が拡大した構造となっており、こ
の孔５の中にもダイヤモンドが成長するため、機械的に
更に高いアンカー効果が作用し、優れた密着性が得られ
る。
モンド膜の断面を示したもので、基板４の表面に、エッ
チング孔５を形成してダイヤモンド膜６を成長させた状
態を示している。基板４の表面に設けられた孔５は図示
の如く開口部が狭く奥が拡大した構造となっており、こ
の孔５の中にもダイヤモンドが成長するため、機械的に
更に高いアンカー効果が作用し、優れた密着性が得られ
る。
【００２１】図３に示すような、下が広がった孔または
溝は、例えばフォトリソグラフによるマスキングの後、
公知のサイドエッチの少ないＲＩＥを利用し、例えばイ
オンビームの方向と基板の垂線を傾けて基板を回転させ
ながらエッチングすることにより形成することができ
る。
溝は、例えばフォトリソグラフによるマスキングの後、
公知のサイドエッチの少ないＲＩＥを利用し、例えばイ
オンビームの方向と基板の垂線を傾けて基板を回転させ
ながらエッチングすることにより形成することができ
る。
【００２２】マスクパターンの例は、図２と同じであ
り、図２において黒い部分が基板表面がエッチングされ
ないで残る部分である。
り、図２において黒い部分が基板表面がエッチングされ
ないで残る部分である。
【００２３】次に、エッチング孔の中からダイヤモンド
を選択的に成長させるためには、多数の核発生位置をエ
ッチング孔の中に含ませることが必要である。そのため
に本発明においては、例えばダイヤモンドの微細結晶を
多数含む溶液中で超音波振動を与えてエッチング孔を含
む被処理基板に傷をつけて多数の核発生位置を形成す
る。
を選択的に成長させるためには、多数の核発生位置をエ
ッチング孔の中に含ませることが必要である。そのため
に本発明においては、例えばダイヤモンドの微細結晶を
多数含む溶液中で超音波振動を与えてエッチング孔を含
む被処理基板に傷をつけて多数の核発生位置を形成す
る。
【００２４】また、実験によるとエッチング孔の大きさ
と間隔は１μm 〜１mm、好ましくは１μm 〜 100μm が
適当であり、１μm よりも小さい場合はエッチング孔の
中にダイヤモンドを核発生させることは難しくなり、ま
た 100μm より大きくするとダイヤモンド膜の表面凹凸
が激しくなる。
と間隔は１μm 〜１mm、好ましくは１μm 〜 100μm が
適当であり、１μm よりも小さい場合はエッチング孔の
中にダイヤモンドを核発生させることは難しくなり、ま
た 100μm より大きくするとダイヤモンド膜の表面凹凸
が激しくなる。
【００２５】このようにして被処理基板上に多数の孔ま
たは溝を設けた後は一般的なプラズマＣＶＤ法によりダ
イヤモンド膜を成長させることができ、得られたダイヤ
モンド膜と被処理基板との密着力は著しく増大する。ダ
イヤモンド膜の成長方法は従来法と何等変わるところは
ない。
たは溝を設けた後は一般的なプラズマＣＶＤ法によりダ
イヤモンド膜を成長させることができ、得られたダイヤ
モンド膜と被処理基板との密着力は著しく増大する。ダ
イヤモンド膜の成長方法は従来法と何等変わるところは
ない。
【００２６】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、本発明
の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはい
うまでもない。
の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはい
うまでもない。
【００２７】実施例１ 被処理基板として大きさが12×12×３mmの超硬合金（WC
／15％Co) よりなるバイトチップを用いた。この基板
に、AZ101 レジストを被覆した後、写真蝕刻技術により
直径10μm の円形の孔を20μm の間隔でマトリックス状
に多数形成し、この基板を村上試薬 (KOH と K3 Fe(CN)
6 よりなる水溶液) を用いて10分間エッチングし、深さ
が約20μm の孔を形成した。
／15％Co) よりなるバイトチップを用いた。この基板
に、AZ101 レジストを被覆した後、写真蝕刻技術により
直径10μm の円形の孔を20μm の間隔でマトリックス状
に多数形成し、この基板を村上試薬 (KOH と K3 Fe(CN)
6 よりなる水溶液) を用いて10分間エッチングし、深さ
が約20μm の孔を形成した。
【００２８】次に、レジストをアセトンで溶解して除去
した後、エタノール中に平均粒径が５μm のダイヤモン
ド粒子を分散させた溶液中に浸漬して超音波振動を加え
て微細な傷つけを行った。
した後、エタノール中に平均粒径が５μm のダイヤモン
ド粒子を分散させた溶液中に浸漬して超音波振動を加え
て微細な傷つけを行った。
【００２９】この基板を本発明者等が開発したＤＣプラ
ズマジェットＣＶＤ装置（特開昭64-33096号公報) にセ
ットし、Ｈ2 を50リットル／分、メタン(CH4) を１リッ
トル／分、装置内の真空度50Torr、放電電力５kWの条件
で１時間に亙って基板上にダイヤモンド膜を成長させ
た。
ズマジェットＣＶＤ装置（特開昭64-33096号公報) にセ
ットし、Ｈ2 を50リットル／分、メタン(CH4) を１リッ
トル／分、装置内の真空度50Torr、放電電力５kWの条件
で１時間に亙って基板上にダイヤモンド膜を成長させ
た。
【００３０】この試料についてダイヤモンド膜の密着強
度を測定したところ、約 200kg／cm 2 以上でダイヤモン
ド膜の表面に付けた治具が剥がれてしまい、正しい値を
得ることができなかった。
度を測定したところ、約 200kg／cm 2 以上でダイヤモン
ド膜の表面に付けた治具が剥がれてしまい、正しい値を
得ることができなかった。
【００３１】次に、このバイトチップを用い、次の条件
で切削試験を行った。被切削材はA1−12％Si合金 (AC8A
−T6) 、方法は外周長手連続旋削、切削速度400 ｍ／
分、送り 0.1mm／rev 、切込み0.25mmである。 10000ｍ
の切削で逃げ面摩耗幅は数10μm であった。
で切削試験を行った。被切削材はA1−12％Si合金 (AC8A
−T6) 、方法は外周長手連続旋削、切削速度400 ｍ／
分、送り 0.1mm／rev 、切込み0.25mmである。 10000ｍ
の切削で逃げ面摩耗幅は数10μm であった。
【００３２】比較例１ ダイヤモンド被覆を施さない上記の超硬チップを用いて
実施例１と同様の切削試験を行った。その結果、ダイヤ
モンド被覆チップの１／10の1000ｍの切削でも逃げ面摩
耗幅は 200μm に達してしまった。
実施例１と同様の切削試験を行った。その結果、ダイヤ
モンド被覆チップの１／10の1000ｍの切削でも逃げ面摩
耗幅は 200μm に達してしまった。
【００３３】比較例２ 超硬チップに直接にＤＣプラズマジェットＣＶＤ法でダ
イヤモンド膜を形成し、その密着力を測定すると共に切
削試験を行った。その結果、密着強度は約５kg／cm2 で
あり、切削試験ではチップに被削材が当たった瞬間にダ
イヤモンド膜が剥離してしまい、評価することはできな
かった。
イヤモンド膜を形成し、その密着力を測定すると共に切
削試験を行った。その結果、密着強度は約５kg／cm2 で
あり、切削試験ではチップに被削材が当たった瞬間にダ
イヤモンド膜が剥離してしまい、評価することはできな
かった。
【００３４】実施例２ 図４に本発明の第二の態様によるダイヤモンド膜形成の
工程における断面図を示す。図中、７は基板、８はマス
ク、９は孔、10はダイヤモンド膜である。
工程における断面図を示す。図中、７は基板、８はマス
ク、９は孔、10はダイヤモンド膜である。
【００３５】図４の(A) に示すように、下地基板７とし
て４インチ径のＳｉウエハを用い、その表面にフォトリ
ソグラフにより直径５μm の円形の穴が10μm 間隔で開
いているレジストマスク８を形成した。使用したレジス
トは AZ101である。
て４インチ径のＳｉウエハを用い、その表面にフォトリ
ソグラフにより直径５μm の円形の穴が10μm 間隔で開
いているレジストマスク８を形成した。使用したレジス
トは AZ101である。
【００３６】次に、この基板を図４の(B) に示すよう
に、ＥＣＲ型のＲＩＥ装置に、イオンビームの入射方向
と基板垂線とが30度傾くように装着し、四塩化炭素 (CC
l4) をエッチングガスとして10-3Torrの圧力で60分間イ
オンエッチングした。
に、ＥＣＲ型のＲＩＥ装置に、イオンビームの入射方向
と基板垂線とが30度傾くように装着し、四塩化炭素 (CC
l4) をエッチングガスとして10-3Torrの圧力で60分間イ
オンエッチングした。
【００３７】次に、レジストマスク８を有機溶剤（アセ
トン）で除去して図４の(C) に示す状態とし、粒径１μ
m 以下のダイヤモンド粉末を分散させたアルコール中に
基板７を浸し、超音波振動を30分加え、ダイヤモンドの
核発生サイトとなる微細な傷を形成した。
トン）で除去して図４の(C) に示す状態とし、粒径１μ
m 以下のダイヤモンド粉末を分散させたアルコール中に
基板７を浸し、超音波振動を30分加え、ダイヤモンドの
核発生サイトとなる微細な傷を形成した。
【００３８】20mm角に切断した前記基板を本発明者等が
開発したＤＣプラズマジェットＣＶＤ装置（特開昭64-3
3096号公報参照）にセットし、図４の(D) に示すよう
に、20分で厚さ50μm のダイヤモンド膜10を基板７上に
成長させた。製膜条件は、水素流量50リットル／min 、
メタン流量１リットル／min 、圧力50Torr、放電電力５
kwとした。
開発したＤＣプラズマジェットＣＶＤ装置（特開昭64-3
3096号公報参照）にセットし、図４の(D) に示すよう
に、20分で厚さ50μm のダイヤモンド膜10を基板７上に
成長させた。製膜条件は、水素流量50リットル／min 、
メタン流量１リットル／min 、圧力50Torr、放電電力５
kwとした。
【００３９】この試料についてダイヤモンド膜の表面に
引っ張り試験用の治具を接着し、引っ張り試験によりダ
イヤモンドの密着強度を測定したところ、約1500kg／cm
2 の値を得た。剥離面を調べたところ、Ｓｉ基板内で剥
離が起こることが確認され、ダイヤモンド膜の密着強度
は1500kg／cm2 以上であることがわかった。
引っ張り試験用の治具を接着し、引っ張り試験によりダ
イヤモンドの密着強度を測定したところ、約1500kg／cm
2 の値を得た。剥離面を調べたところ、Ｓｉ基板内で剥
離が起こることが確認され、ダイヤモンド膜の密着強度
は1500kg／cm2 以上であることがわかった。
【００４０】比較例３ 20mm角のＳｉ基板上に、超音波傷付け処理し、実施例２
と同じ条件下にＤＣプラズマジェットＣＶＤ法でダイヤ
モンド膜を50μm 製膜した。このダイヤモンド膜につい
て、実施例３と同様に密着強度を測定したところ、その
値は約20kg／cm 2 で、剥離面はＳｉとダイヤモンド膜と
の界面であった。
と同じ条件下にＤＣプラズマジェットＣＶＤ法でダイヤ
モンド膜を50μm 製膜した。このダイヤモンド膜につい
て、実施例３と同様に密着強度を測定したところ、その
値は約20kg／cm 2 で、剥離面はＳｉとダイヤモンド膜と
の界面であった。
【００４１】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に従って、写
真蝕刻技術又は反応性イオンエッチング技術を用いて被
処理基板上にアスペクト比の大きな孔を高密度に形成す
ることにより、ダイヤモンド膜の密着強度を大幅に向上
させることができ、本発明を適用してダイヤモンドを被
覆した工具や治具は従来の無被覆のものに較べ数倍から
数10倍の長寿命化が期待できることは明らかである。
真蝕刻技術又は反応性イオンエッチング技術を用いて被
処理基板上にアスペクト比の大きな孔を高密度に形成す
ることにより、ダイヤモンド膜の密着強度を大幅に向上
させることができ、本発明を適用してダイヤモンドを被
覆した工具や治具は従来の無被覆のものに較べ数倍から
数10倍の長寿命化が期待できることは明らかである。
【図１】本発明を適用したダイヤモンド膜の断面構造を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図２】本発明の実施に使用したレジストパターンの平
面図である。
面図である。
【図３】本発明の他の態様を適用したダイヤモンド膜の
断面構造を示す模式図である。
断面構造を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例２のダイヤモンド被覆方法の各
工程の状態の断面構造を示す模式図である。
工程の状態の断面構造を示す模式図である。
１…被処理基板 ２…エッチング孔 ３…ダイヤモンド膜 ４…被処理基板 ５…エッチング孔 ６…ダイヤモンド膜 ７…被処理基板 ８…レジストマスク ９…エッチング孔 10…ダイヤモンド膜
Claims (5)
- 【請求項１】 耐熱性基板上に写真蝕刻技術又は反応性
イオンエッチング技術を用いて大きさまたは間隔が１〜
１００μｍの多数の孔または溝をエッチングにより高密
度に形成した後、該基板上にダイヤモンドを気相成長さ
せることを特徴とするダイヤモンド膜の被覆方法。 - 【請求項２】 前記基板の表面に孔または溝を形成した
後、高硬度粒子の衝撃により基板表面に傷つけ処理を行
った後、気相成長を行うことを特徴とする請求項１記載
のダイヤモンド膜の被覆方法。 - 【請求項３】 前記高硬度粒子がダイヤモンド粉末であ
ることを特徴とする請求項２記載のダイヤモンド膜の被
覆方法。 - 【請求項４】 前記反応性イオンエッチングを利用する
方法であり、基板垂線をイオン照射方向から傾けてエッ
チングする請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 基板垂線をイオン照射方向から傾けた状
態で基板を回転させ乍らエッチングする請求項４記載の
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4063804A JP2737521B2 (ja) | 1991-09-13 | 1992-03-19 | ダイヤモンド膜の被覆方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-233527 | 1991-09-13 | ||
| JP23352791 | 1991-09-13 | ||
| JP4063804A JP2737521B2 (ja) | 1991-09-13 | 1992-03-19 | ダイヤモンド膜の被覆方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05124896A JPH05124896A (ja) | 1993-05-21 |
| JP2737521B2 true JP2737521B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=26404928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4063804A Expired - Lifetime JP2737521B2 (ja) | 1991-09-13 | 1992-03-19 | ダイヤモンド膜の被覆方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737521B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6744016B2 (en) | 2000-03-23 | 2004-06-01 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic heater and method for manufacturing the same |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP6141679B2 (ja) * | 2013-05-15 | 2017-06-07 | 進 池田 | 導電性電極活物質、導電性電極活物質製造方法、及びマグネシウム回収方法 |
| CN109722713B (zh) * | 2019-01-31 | 2020-04-17 | 西安交通大学 | 一种金刚石衬底结构、切割工艺及其用途 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2634183B2 (ja) * | 1988-02-08 | 1997-07-23 | キヤノン株式会社 | ダイヤモンド結晶の形成方法 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP4063804A patent/JP2737521B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6744016B2 (en) | 2000-03-23 | 2004-06-01 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic heater and method for manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05124896A (ja) | 1993-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU736551B2 (en) | A method of coating edges with diamond-like carbon | |
| US20060127300A1 (en) | Method to grow carbon thin films consisting entirely of diamond grains 3-5 nm in size and high-energy grain boundaries | |
| US8158011B2 (en) | Method of fabrication of cubic boron nitride conical microstructures | |
| JP2737521B2 (ja) | ダイヤモンド膜の被覆方法 | |
| JPS62138395A (ja) | ダイヤモンド膜の製造方法 | |
| JP3448884B2 (ja) | 人工ダイヤモンド被覆材 | |
| Sein et al. | Chemical vapour deposition diamond coating on tungsten carbide dental cutting tools | |
| JP2697751B2 (ja) | ダイヤモンド膜の被覆方法 | |
| JP3187487B2 (ja) | ダイヤモンド様薄膜の保護膜付き物品 | |
| JP2722724B2 (ja) | ダイヤモンド膜の被覆方法 | |
| WO2004106595A1 (ja) | レーザーアブレーション法による極平坦微結晶ダイヤモンド薄膜の作製方法 | |
| EP0741118A2 (en) | Method of synthetic diamond ablation with an oxygen plasma and synthetic diamonds etched accordingly | |
| JP3016748B2 (ja) | 電子ビーム励起プラズマｃｖｄによる炭素系高機能材料薄膜の成膜方法 | |
| KR20010070195A (ko) | 리쏘그라피용 다이아몬드막의 제조방법 | |
| JPH0723279B2 (ja) | ダイヤモンド膜の製造方法 | |
| JP3291274B2 (ja) | 炭素被膜作製方法 | |
| JPS6257802A (ja) | 硬質炭素被覆部品 | |
| JPH08252707A (ja) | ダイヤモンド多結晶膜被覆超硬合金ドリル | |
| TWI490064B (zh) | 微型鑽頭及其製備方法 | |
| JP2894168B2 (ja) | 圧力変調成膜方法 | |
| JPH04154969A (ja) | ダイヤモンド被覆構造物およびその製造方法 | |
| JP3291273B2 (ja) | 炭素被膜作製方法 | |
| JPH05239646A (ja) | ダイヤモンド被覆部材の製造方法 | |
| JP3212372B2 (ja) | ダイヤモンド膜の選択形成法 | |
| JP2722726B2 (ja) | ダイヤモンド膜の被覆方法 |
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: 19971202 |