JP2952575B2 - ダイヤモンド微細加工方法 - Google Patents
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Description
工に関するものであって、特に微細なダイヤモンドを加
工するに適当にした、ダイヤモンドの微細加工方法に関
する。
ーを利用する方法と、イオンビームを利用する方法を主
に使用した。まず、レーザーを利用する方法は、Kr
F、ArF等のエキシマレーザーを利用する。これは5
0〜100Hzの周波数で動作し、10μm厚さのダイ
ヤモンドに深いパターンを形成するか、孔を形成するに
使用する。すなわち、KrF、ArF等のエキシマレー
ザーを、適切な酸素雰囲気下で、ダイヤモンドフィルム
の表面に照射させて、部分的にCクラスターを焼いて除
去する。イオンビームを利用する方法は、前記したレー
ザーの代わりにイオンビームを利用する方法である。
たイオンビームを放射させて、不必要なダイヤモンドフ
ィルムを除去して、要望するパターンを形成する。すな
わち、チャンバー内において、Gaイオンをソースとす
るイオンビームの電位を加速させて、約25KeVに固
定させる。次いで、ダイヤモンドフィルム中、除去しよ
うとする部分に、Gaイオンビームを一方向に放射し続
けて、要望するパターンを形成する。
レーザーおよびイオンビームを利用する従来のダイヤモ
ンド加工方法は、下記のような問題点がある。第1は、
エキシマレーザーを利用する方法および、イオンビーム
を利用する方法は、両方共に高価な装備を利用しなけれ
ばならないので、コストが増加する。第2は、エキシマ
レーザーを利用する方法は、工程時間が多く、既存の半
導体工程との連関性がない。第3は、イオンビームを利
用する場合、イオンビームの放射は、スパッターリング
に依存するので、これによる付加的な損傷を誘発する。
本発明は、上記の問題点を解決するために案出したもの
であって、ダイヤモンドの微細パターン形成が容易な、
ダイヤモンドの微細加工方法を提供することを課題とす
る。
めの、本発明のダイヤモンド微細加工方法は、基板上に
第1バッファ層を形成し、その第1バッファ層上に上記
の基板および第1バッファ層より、より大きい電荷転移
速度を有する第2バッファ層を形成し、上記第1、2バ
ッファ層を選択的に除去して、基板表面の所定部分を露
出させ、露出された基板表面と、残された第1、2バッ
ファ層の全面に、ダイヤモンドを堆積させ、上記第2バ
ッファ層と、その表面部に形成された副産物を除去する
ことを特徴とする。
加工方法を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1
の(a)ないし(c)は、本発明のダイヤモンド微細加
工方法を示した工程断面図である。まず、図2の(a)
の図示のように、基板(21)上に第1バッファ層(2
2)と、第2バッファ層(23)を順次に形成する。こ
のとき、基板(21)は半導体であるか、不良導体また
は特定の金属で形成する。第1バッファ層(22)もま
た、半導体、不良導体、特定の金属のいずれか1つを使
用して形成する。ここにおいて、不良導体物質として
は、酸化物、窒化物、炭化物(SiC)のいずれか1つ
を使用する。そして、特定の金属としては、Au、W、
Ta、Ti等を使用する。
1)を半導体にし、第1バッファ層(22)は、不良導
体にし、第2バッファ層(23)は、Fe、Pt、P
d、Rh、Ni等の金属を使用する。このとき、第2バ
ッファ層(23)は、選択成長を満足させないので、ス
パッターリング方式で形成する。次いで、図1(b)の
ように、第2バッファ層(23)の上に、感光膜(図面
に図示されていない)を塗布した後、ダイヤモンドを結
晶成長させようとする部分をパターニングする。パター
ニングされた感光膜をマスクとして利用して、第2バッ
ファ層(23)と第1バッファ層(22)を順次にエッ
チングする。
Cl3、CCl4、Cl2、CCeF3、CF4、CBC
F3、SF6 等のハロゲンガスを含有したエチャントを
使用してエッチングする。そして、第1バッファ層(2
2)は、CF4/H2、CHF3 、C2F6等をエチャント
を使用してエッチングする。第1バッファ層(22)を
エッチングする時は、基板(21)との密着性を高める
ために、基板(21)が充分に現れるように、オーバー
エッチングする。
ヤモンドを堆積させる。この時、基板(21)および第
1バッファ層(22)と接触した部分では、ダイヤモン
ド結晶(24)が成長するが、第2バッファ層(23)
の表面においては、ダイヤモンドはすす状態(24a)
に成長する。ダイヤモンドは、電荷転移速度が大きい特
定の金属(例えば、Fe、Pt、Pd、Rh、Ni等)
上においては、すす状態に成長し、その他の金属(例え
ば、Au、W、Ta、Ti等)と半導体および不良導体
の表面においては、結晶成長をするためである。一方、
CVDダイヤモンドの堆積時には、温度を800℃以下
に維持しなければならず、堆積時に使用されるガスは、
0.1〜4%のCH4 と0〜0.5%O2その他H2で組
成されたガスを利用する。
ファ層(23)の上部のダイヤモンドすす(24)と、
第2バッファ層(23)を順次に除去する。この時、第
2バッファ層(23)の上部のダイヤモンドすす(24
a)は、相互間の結合力が弱いので、洗浄によって容易
に除去される。
ンド微細加工方法は、下記のような効果がある。第1
は、微細ダイヤモンドパターン形成が容易である。第2
は、高価な装備が必要のなく、工程時間を短縮させる。
工程断面図
Claims (5)
- 【請求項1】 基板上に第1バッファ層を形成するステ
ップと、 上記第1バッファ層上に、上記基板および第1バッファ
層より、より大きい電荷転移速度を有する第2バッファ
層を形成するステップと、 上記第1、2バッファ層を選択的に除去して、基板表面
を選択的に露出させるステップと、 露出された基板表面と、残された第1、2バッファ層の
全面にダイヤモンドを堆積させるステップと、 上記第2バッファ層と、その表面部に形成された副産物
を除去するステップとを有することを特徴とするダイヤ
モンド微細加工方法。 - 【請求項2】 基板物質は、半導体、不良導体、金属の
いずれか1つである請求項1記載のダイヤモンド微細加
工方法。 - 【請求項3】 第1バッファ層は、半導体、不良導体、
金属のいずれか1つである請求項1記載のダイヤモンド
微細加工方法。 - 【請求項4】 第2バッファ層は、Fe、Pt、Pd、
Rh、Niのいずれか1つで形成される請求項1記載の
ダイヤモンド微細加工方法。 - 【請求項5】 ダイヤモンドの堆積は、気相成長法を利
用する請求項1記載のダイヤモンド微細加工方法。
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