JPH02124799A - ダイヤモンド膜合成方法 - Google Patents
ダイヤモンド膜合成方法Info
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- JPH02124799A JPH02124799A JP27676488A JP27676488A JPH02124799A JP H02124799 A JPH02124799 A JP H02124799A JP 27676488 A JP27676488 A JP 27676488A JP 27676488 A JP27676488 A JP 27676488A JP H02124799 A JPH02124799 A JP H02124799A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要］
化学気相成長（ＣＶＤ）法によるダイヤモンド膜合成方
法に関し。
法に関し。
成膜コストの低減及び安全管理に寄与することを目的と
し。
し。
反応室内に少なくともメタン、水素を含む原料ガスを導
入してプラズマ化し、該プラズマを該反応室内に置かれ
た基板上で反応させ、該基板上にダイヤモンド膜を合成
する際に、該反応室より排出された該原料ガスを精製、
加圧して再度該反応室内に導入するように構成する。
入してプラズマ化し、該プラズマを該反応室内に置かれ
た基板上で反応させ、該基板上にダイヤモンド膜を合成
する際に、該反応室より排出された該原料ガスを精製、
加圧して再度該反応室内に導入するように構成する。
本発明は化学気相成長（ＣＶＤ）法によるダイヤモンド
膜合成方法に関する。
膜合成方法に関する。
近年、 ＣＶＤ法によるダイヤモンド膜合成の研究が盛
んに行われるようになり、その高硬度を利用して切削工
具への被覆や、高音速の媒体としてスピーカへの応用等
にその成果は一部実用化されている。
んに行われるようになり、その高硬度を利用して切削工
具への被覆や、高音速の媒体としてスピーカへの応用等
にその成果は一部実用化されている。
また、光学的透過性がすぐれていること、銅の数倍にも
及ぶ高い熱伝導率を持つことから高性能の窓材、ヒート
シンク等への適用が注目されている。
及ぶ高い熱伝導率を持つことから高性能の窓材、ヒート
シンク等への適用が注目されている。
第２図は従来のダイヤモンド膜合成方法を説明する装置
の模式断面図である。
の模式断面図である。
図において、水素ガス、メタンガス等の原料ガス２が反
応室１の上部より導入され、直流アーク放電５によって
プラズマ化され、そのプラズマが基板６の上で反応し基
板６上にダイヤモンド膜が合成できる。
応室１の上部より導入され、直流アーク放電５によって
プラズマ化され、そのプラズマが基板６の上で反応し基
板６上にダイヤモンド膜が合成できる。
この反応で発生した水素と炭化水素の混合ガスは排気装
置７により外部に導かれ、窒素等で希釈した後、或いは
燃焼した後大気中に放出される。
置７により外部に導かれ、窒素等で希釈した後、或いは
燃焼した後大気中に放出される。
アーク放電５は電極３．３八間に直流電源４を接続して
発生させる。図番１１は希釈装置（或いは燃焼装置）で
ある。
発生させる。図番１１は希釈装置（或いは燃焼装置）で
ある。
この合成方法では、原料ガスとしてメタンガス。
水素ガスが大量に使用されるが、導入したメタンガスの
内ダイヤモンドに変換されるのは高々１％程度であり、
原料ガスは、メタンガスと水素ガスとの反応で生成され
る炭化水素、未反応のメタンガス、或いは水素ガスのま
まで放出される。
内ダイヤモンドに変換されるのは高々１％程度であり、
原料ガスは、メタンガスと水素ガスとの反応で生成され
る炭化水素、未反応のメタンガス、或いは水素ガスのま
まで放出される。
これらの放出ガスは可燃性であるため、上記のように燃
焼するか、或いは窒素等で希釈して大気中に放出される
。
焼するか、或いは窒素等で希釈して大気中に放出される
。
成膜速度を上げるため、上記の直流アーク放電によるダ
イヤモンド膜合成のように大量の原料ガスを使用する成
膜方法が最近開発されているがこの方法ではコスト低減
のため原料ガスの節減。
イヤモンド膜合成のように大量の原料ガスを使用する成
膜方法が最近開発されているがこの方法ではコスト低減
のため原料ガスの節減。
及び水素、メタン等可燃性ガスの安全管理が重要な課題
になっていた。
になっていた。
本発明はＣＶＤ法によるダイヤモンド膜合成において、
原料ガスを節減して成膜コストの低減及び可燃性ガスの
安全管理の向上を目的とする。
原料ガスを節減して成膜コストの低減及び可燃性ガスの
安全管理の向上を目的とする。
上記課題の解決は９反応室内に少なくともメタン、水素
を含む原料ガスを導入してプラズマ化し。
を含む原料ガスを導入してプラズマ化し。
該プラズマを該反応室内に置かれた基板上で反応させ、
該基板上にダイヤモンド膜を合成する際に。
該基板上にダイヤモンド膜を合成する際に。
該反応室より排出された該原料ガスを精製、加圧して再
度該反応室内に導入するダイヤモンド膜合成方法により
達成される。
度該反応室内に導入するダイヤモンド膜合成方法により
達成される。
本発明は、 ＣＶＤ装置の反応室より排出された水素ガ
ス、メタンガスを精製、加圧処理し、再度ＣＶＤ装置の
反応室へ導くようにして、原料ガス。
ス、メタンガスを精製、加圧処理し、再度ＣＶＤ装置の
反応室へ導くようにして、原料ガス。
特に大量に使用する水素ガスを再利用できるようにした
ものである。
ものである。
第１図は本発明の一実施例によるダイヤモンド膜合成方
法を説明する装置の模式断面図である。
法を説明する装置の模式断面図である。
図において、水素ガス２Ａ、メタンガス２Ｂ等の原料ガ
スが反応室１の上部より導入され、直流アーク放電５に
よってプラズマ化され、そのプラズマが基板６の上で反
応しダイヤモンド膜が合成できる。
スが反応室１の上部より導入され、直流アーク放電５に
よってプラズマ化され、そのプラズマが基板６の上で反
応しダイヤモンド膜が合成できる。
この反応で発生した水素と炭化水素の混合ガスは排気装
置７により外部に導かれ、ガス精製装置８によりガス中
の炭素微粒子や水分等を除去し。
置７により外部に導かれ、ガス精製装置８によりガス中
の炭素微粒子や水分等を除去し。
その後加圧装置（２ｋｇ／ｍｍ以下のもの）９により１
気圧に加圧し、再度反応室１に導入される。
気圧に加圧し、再度反応室１に導入される。
この際、メタンガス２Ｂの補給は上記の循環系統とは別
に、独立して導入される。
に、独立して導入される。
なお、水素ガス２Ａ、メタンガス２Ｂの原料ガスは円筒
状電極３及び棒状電極３Δ間の隙間より反応室１内に供
給される。
状電極３及び棒状電極３Δ間の隙間より反応室１内に供
給される。
又、水素ガス補給口ＩＯより、成膜により減少した水素
ガスの補給を行う。
ガスの補給を行う。
この方法を用いて１反応室１に
水素ガス ：１０〜５０２／分
メタンガス二０．５〜１２７分
導入し、ダイヤモンド膜の合成を行ったところ。
水素ガスの補給量は１〜５ ｆｆｉ／分で一定の水素ガ
スが供給でき１合成されたダイヤモンド膜は従来法によ
るものと同一の膜質、成膜速度が得られることがわかっ
た。
スが供給でき１合成されたダイヤモンド膜は従来法によ
るものと同一の膜質、成膜速度が得られることがわかっ
た。
ここで、アーク放電５は間隔を２〜５■にして同心円上
に配置された円筒状電極３及び棒状電極３Ａ間に８０〜
１５０ ｋＶの直流電源４を接続して発生させる。
に配置された円筒状電極３及び棒状電極３Ａ間に８０〜
１５０ ｋＶの直流電源４を接続して発生させる。
実施例では、 ＣＶＤ装置は１台であるが、これを仲聚
多数台シリーズに結合しても同様な軸が得られる。
又、原料ガスには、放電の安定化に寄与するＡｒ。
Ｉｌｅ等を添加してもよい。
以上説明したように本発明によれば、原料ガスを外部に
放出せず、循環させて再利用できるので成膜コストの低
減及び安全管理に大きく寄与することができる。
放出せず、循環させて再利用できるので成膜コストの低
減及び安全管理に大きく寄与することができる。
第１図は本発明の一実施例によるダイヤモンド膜合成方
法を説明する装置の模式断面図。 第２図は従来のダイヤモンド膜合成方法を説明する装置
の模式断面図である。 図において。 ■は反応室。 ２Ａは水素ガス。 ３は円筒状電極。 ４は直流電源。 ６は基板 ８はガス精製装置。 １０は水素ガス補給口 ２Ｂはメタンガス。 ３Ａは棒状電極。 ５は直流アーク放電。 ７は排気装置。 ９は加圧装置。
法を説明する装置の模式断面図。 第２図は従来のダイヤモンド膜合成方法を説明する装置
の模式断面図である。 図において。 ■は反応室。 ２Ａは水素ガス。 ３は円筒状電極。 ４は直流電源。 ６は基板 ８はガス精製装置。 １０は水素ガス補給口 ２Ｂはメタンガス。 ３Ａは棒状電極。 ５は直流アーク放電。 ７は排気装置。 ９は加圧装置。
Claims (1)
- 反応室内に少なくともメタン、水素を含む原料ガスを導
入してプラズマ化し、該プラズマを該反応室内に置かれ
た基板上で反応させ、該基板上にダイヤモンド膜を合成
する際に、該反応室より排出された該原料ガスを精製、
加圧して再度該反応室内に導入することを特徴とするダ
イヤモンド膜合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63276764A JP2636377B2 (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | ダイヤモンド膜合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63276764A JP2636377B2 (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | ダイヤモンド膜合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02124799A true JPH02124799A (ja) | 1990-05-14 |
| JP2636377B2 JP2636377B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=17574030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63276764A Expired - Lifetime JP2636377B2 (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | ダイヤモンド膜合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2636377B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55149114A (en) * | 1979-05-04 | 1980-11-20 | Siemens Ag | Preparation of silicon |
| JPS61168596A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-07-30 | Oki Electric Ind Co Ltd | ダイヤモンド結晶成長装置 |
-
1988
- 1988-11-01 JP JP63276764A patent/JP2636377B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55149114A (en) * | 1979-05-04 | 1980-11-20 | Siemens Ag | Preparation of silicon |
| JPS61168596A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-07-30 | Oki Electric Ind Co Ltd | ダイヤモンド結晶成長装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2636377B2 (ja) | 1997-07-30 |
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