JPH02233593A - ダイヤモンド被膜の付着方法 - Google Patents

ダイヤモンド被膜の付着方法

Info

Publication number
JPH02233593A
JPH02233593A JP2028601A JP2860190A JPH02233593A JP H02233593 A JPH02233593 A JP H02233593A JP 2028601 A JP2028601 A JP 2028601A JP 2860190 A JP2860190 A JP 2860190A JP H02233593 A JPH02233593 A JP H02233593A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
laser
gas
carboxylic acid
diamond coating
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.)
Granted
Application number
JP2028601A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0649636B2 (ja
Inventor
Nigel P Hacker
ニイゲル・パトリック・ハツカー
George W Tyndall
ジヨージ・ウイリアム・テインダル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPH02233593A publication Critical patent/JPH02233593A/ja
Publication of JPH0649636B2 publication Critical patent/JPH0649636B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C23C16/27—Diamond only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C23C16/27—Diamond only
    • C23C16/277—Diamond only using other elements in the gas phase besides carbon and hydrogen; using other elements besides carbon, hydrogen and oxygen in case of use of combustion torches; using other elements besides carbon, hydrogen and inert gas in case of use of plasma jets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/04—Diamond

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダイヤモンド被膜を形成するためにレーザー
を補助的に用いた化学気相成長（Ｃ■Ｄ）法に関するも
のである。
〔従来の技術〕
ダイヤモンド被膜は、電子産業分野で利用するのに適し
た多くの好ましい特性を持っている。ダイヤモンド被膜
は硬《、透明で、化学的に安定で、電子的に絶縁体で、
半導体であり、しかも低い摩擦を有する。従来の技術に
おいては、ダイヤモンド被膜の付着を行なう際、８００
〜１０００℃の範囲の温度が必要であった（松本他；　
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎ
ｃｅ．Ｖ．１７　、Ｐ．３１０６、１９８２参照）。
このように高温度が要求されるため、、二のような方法
はこれまで実際の応用が著しく制限されていた。
ダイヤモンド被膜を形成する方法として、熱ＣＶＤ法、
プラズマＣＶＤ法及び電子を補助的に用いるＣＶＤ法を
含む方法がある。高周波スパッタリングやイオンビーム
法も文献では提案されている（広瀬他；　Ｊａｐａｎｅ
ｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓ
ｉｃｓ．　２５、Ｌ５１９、１９８６参照）。
また米国特許第３，９　６　１，１　０　３号、第４，
４　３　４．１８８号、第４，４　９　０，２　２　９
号、第４，６　０　４．２　９４号には様々な被膜付着
方法が記述されているが、それらは、明らかに本発明の
方法とは異なる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述の従来の方法は、著しく高い基板温度（６５０〜１
２００℃）を必要とするのが普通であった。しかし、電
子応用分野で利用されるほとんどの基板は、このような
温度では、破壊されてしまうという問題点があった。
そこで本発明は、上記のような従来技術の問題点を有さ
ないレーザを補助的に用いたＣＶＤ法によるダイヤモン
ド被膜製造方法を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明では、分解せずに気
化する有機化合物（脂肪族カルポン酸又は芳香族無水カ
ルボン酸）を基板の置かれた密閉空間内で気化させ、例
えばエキシマレーザやＮｄ　二ＹＡＧレーザのような高
出力高パルスのレーザを用いてダイヤモンド被膜を基板
上に付着させようとしている。
本発明において有用な脂肪族カルボン酸としては、マロ
ン酸や酢酸が望ましく、また芳香族無水カルボン酸とし
ては、無水ビロメリト酸が望ましい。
本発明で使用するのが望ましいエキシマレーザの波長は
、２２０ｎａ＋におけるＫｒＣｆ、２４８ｎｍのＫｒＦ
，３０Ｂｎｏ＋のＸｅＣｉ．、３５１ｎｍのＸｅＦであ
る。Ｎｄ：ＹＡＧレーザの波長は２６６ｎ＋＋＋におけ
る４次高周波、３５５ｎｓ＋の３次高周波が望ましい。
これらの波長では、付着したダイヤモンド被膜の溶発は
起こらないであろう。
適正な酸や無水物を基板の置かれた密閉空間内で気化さ
せる際、水素、酸素、アルゴンのようなキャリア又は緩
衝ガスの使用が望ましい。気相中の初期有機化合物は、
全ガスの約１／１０〜１０重量％好ましくは約５重景％
の濃度で存在することがよい。全圧力は０．　１〜１　
０　０Ｔｏｒｒ、好ましくは１〜ｌＱＴｏｒｒがよい。
本発明の注目すべき特徴は、基板の初期温度が４００℃
より低《、好ましくは１５０℃より低い、ということで
ある。このことは、これより相当に高い温度を要する従
来の技術とは、著しい対照をなす。室温を使用するのが
便利であるが、０℃程度の低さでも構わない。
本方法の実施において、レーザの当たる基板上にダイヤ
モンド被膜が付着する。付着面積は、レーザ光の当たる
面積によって制御される。つまり、レーザ光の当たる範
囲のみによって限定される。
ＳＰ”混成炭素原子を選択的に取り除いて、より純枠な
ダイヤモンド被膜を付着するために、前述の方法と関連
して比較的長い波長（＞４００ｒｖ＋）の第２のレーザ
光、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザの５３２ｎｍにおける２
次高周波を使用することもできる。
付着させたダイヤモンド被膜を基板にしっかりと固着さ
せることが重要である場合、炭化物や炭化物を形成する
物質を基板として用いるのが望ましいと考えられる。タ
ングステンやモリブデンなどの多くの物質が炭化物を形
成することが知られている。本発明で使用するのに特に
適した基板はシリコン、中でもシリコン（１１１）であ
る。
［実施例］ （例１） 室温（２５℃）で、気体状のマロン酸と、水素をシリコ
ン基板上に通し、軽く焦点を合わせたＫｒＦレーザビー
ムを用いて１．５時間照射した。その結果、付着された
ものは、５ＭＸ１５１１１の範囲で１ｕｍの厚さであっ
た。この試料のラマン分光法とオージエ分光法の分析結
果は、それがダイヤモンドであることを示している。
（例２） ２つの独立した実験において、マロン酸と無水ビロメリ
ト酸の各々が、固体を気化させることによって付着セル
へ導入された。１０Ｔｏｒｒのヘリウムが緩衝ガスとし
て加えられた。有機前駆体が２４８ｎｍのレーザで光解
離すると、ダイヤモンドの付着が始まった。次いで、Ｎ
ｄ：ＹＡＣレーザ・の２次高調波（５３２ｎｓ）が被膜
中に含まれるダイヤモンド以外のものを光溶発させるた
めに使用された。これらの付着の際、基板温度は１５０
℃であった。ラマン分光法によってＳＰ”汚染の減少を
確証した。
（発明の効果） 本発明は、以上説明したように基板温度４００゛Ｃ以下
において、高出力、高パルスレーザと脂肪族カルボン酸
や芳香族無水カルボン酸の気体を用いてダイヤモンド被
膜を付着することができる。
出願人　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人　弁理士　頓　　宮　　孝　　一（外１名）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、次の各工程から成る基板上にダイヤモンド被膜を付
    着する方法 （イ）４００℃以下の温度における基板を含む密閉空間
    内に脂肪族カルボン酸又は芳香族無水カルボン酸の化合
    物の気体を満たす第一工程。 （ロ）上記基板に当たるように設定した高出力、高パル
    スレーザで上記気体を照射することにより該レーザの当
    たった上記基板の部分にダイヤモンド被膜を付着する第
    二工程。 ２、付着した被膜のＳＰ＾２汚染を減少させるために上
    記レーザよりも長い波長を有する第２のレーザを用いた
    特許請求の範囲第１項に記載のダイヤモンド被膜の付着
    方法。
JP2028601A 1989-02-10 1990-02-09 ダイヤモンド被膜の付着方法 Expired - Lifetime JPH0649636B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/309,521 US4948629A (en) 1989-02-10 1989-02-10 Deposition of diamond films
US309521 1989-02-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02233593A true JPH02233593A (ja) 1990-09-17
JPH0649636B2 JPH0649636B2 (ja) 1994-06-29

Family

ID=23198563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2028601A Expired - Lifetime JPH0649636B2 (ja) 1989-02-10 1990-02-09 ダイヤモンド被膜の付着方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4948629A (ja)
EP (1) EP0382341B1 (ja)
JP (1) JPH0649636B2 (ja)
DE (1) DE69013709T2 (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5488774A (en) * 1990-01-24 1996-02-06 Janowski; Leonard J. Cutting edges
SE9002136D0 (sv) * 1990-06-15 1990-06-15 Sandvik Ab Cement carbide body for rock drilling, mineral cutting and highway engineering
US5240749A (en) * 1991-08-27 1993-08-31 University Of Central Florida Method for growing a diamond thin film on a substrate by plasma enhanced chemical vapor deposition
US5225926A (en) * 1991-09-04 1993-07-06 International Business Machines Corporation Durable optical elements fabricated from free standing polycrystalline diamond and non-hydrogenated amorphous diamond like carbon (dlc) thin films
EP0611331B1 (en) * 1991-11-05 1997-06-11 Research Triangle Institute Chemical vapor deposition of diamond films using water-based plasma discharges
US5605759A (en) * 1992-01-14 1997-02-25 Prince; Robert Physical vapor deposition of diamond-like carbon films
JPH0624896A (ja) * 1992-07-09 1994-02-01 Sumitomo Electric Ind Ltd ダイヤモンド合成方法
US5273788A (en) * 1992-07-20 1993-12-28 The University Of Utah Preparation of diamond and diamond-like thin films
US5334283A (en) * 1992-08-31 1994-08-02 The University Of North Carolina At Chapel Hill Process for selectively etching diamond
US5455072A (en) * 1992-11-18 1995-10-03 Bension; Rouvain M. Initiation and bonding of diamond and other thin films
US5731046A (en) * 1994-01-18 1998-03-24 Qqc, Inc. Fabrication of diamond and diamond-like carbon coatings
US5554415A (en) * 1994-01-18 1996-09-10 Qqc, Inc. Substrate coating techniques, including fabricating materials on a surface of a substrate
US5620754A (en) * 1994-01-21 1997-04-15 Qqc, Inc. Method of treating and coating substrates
WO1995031584A1 (en) * 1994-05-12 1995-11-23 Qqc, Inc. Surface treatment techniques
AU6774996A (en) * 1995-08-18 1997-03-12 President And Fellows Of Harvard College Self-assembled monolayer directed patterning of surfaces
US5706135A (en) * 1995-10-03 1998-01-06 General Electric Company Diamond optical plate beamsplitter
US6626949B1 (en) 1999-07-14 2003-09-30 Biopro, Inc. Diamond coated joint implant
US6656539B1 (en) * 2000-11-13 2003-12-02 International Business Machines Corporation Method and apparatus for performing laser CVD
US7866343B2 (en) 2002-12-18 2011-01-11 Masco Corporation Of Indiana Faucet
US8220489B2 (en) 2002-12-18 2012-07-17 Vapor Technologies Inc. Faucet with wear-resistant valve component
US7866342B2 (en) 2002-12-18 2011-01-11 Vapor Technologies, Inc. Valve component for faucet
US8555921B2 (en) 2002-12-18 2013-10-15 Vapor Technologies Inc. Faucet component with coating
EP1484794A1 (en) * 2003-06-06 2004-12-08 S.O.I. Tec Silicon on Insulator Technologies S.A. A method for fabricating a carrier substrate
US7261777B2 (en) 2003-06-06 2007-08-28 S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies Method for fabricating an epitaxial substrate
US7687146B1 (en) 2004-02-11 2010-03-30 Zyvex Labs, Llc Simple tool for positional diamond mechanosynthesis, and its method of manufacture
JP4828451B2 (ja) * 2006-03-27 2011-11-30 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、半導体装置の製造方法および基板処理装置
US9469918B2 (en) 2014-01-24 2016-10-18 Ii-Vi Incorporated Substrate including a diamond layer and a composite layer of diamond and silicon carbide, and, optionally, silicon

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3961103A (en) * 1972-07-12 1976-06-01 Space Sciences, Inc. Film deposition
US4434188A (en) * 1981-12-17 1984-02-28 National Institute For Researches In Inorganic Materials Method for synthesizing diamond
DE3472574D1 (en) * 1983-10-14 1988-08-11 Hitachi Ltd Process for forming an organic thin film
US4490229A (en) * 1984-07-09 1984-12-25 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Deposition of diamondlike carbon films
DE3690606C2 (de) * 1985-11-25 1995-09-21 Yoichi Hirose Verfahren zur Synthese von Diamant
NO881723L (no) * 1987-04-22 1988-10-24 Idemitsu Petrochemical Co Fremgangsmaate og innretning for fremstilling av diamanter.
JPH01158899A (ja) * 1987-12-15 1989-06-21 Hokuriyou Denko Kk 音響放送システム
JPH02223095A (ja) * 1988-11-17 1990-09-05 Nec Corp 半導体回路
JPH099920A (ja) * 1995-06-27 1997-01-14 Ninben:Kk 味付け魚節又は味付け魚煮干しの製造方法
JPH099919A (ja) * 1995-06-27 1997-01-14 Ninben:Kk 味付け魚節又は味付け魚煮干しの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0382341A1 (en) 1990-08-16
US4948629A (en) 1990-08-14
DE69013709T2 (de) 1995-05-18
EP0382341B1 (en) 1994-11-02
DE69013709D1 (de) 1994-12-08
JPH0649636B2 (ja) 1994-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH02233593A (ja) ダイヤモンド被膜の付着方法
JP3476876B2 (ja) ケイ素及び酸素含有被覆の堆積方法
KR890016219A (ko) 다이야몬드 성장 방법
JPH11189472A (ja) 窒化炭素の合成方法
Gonzalez et al. Carbon nitride films prepared by excimer laser ablation
Dows et al. Infrared spectra of intermediate species in the formation of ammonium azide from hydrazoic acid
KR930010711B1 (ko) 박막 형성 방법
JPH02213474A (ja) 薄い硫化モリブデンフイルムの製法、硫化モリブデンフイルムおよび自己潤滑性層、電気光学的層および化学触媒作用性層の製法
JPH059735A (ja) ダイヤモンドの気相合成方法
RU98115928A (ru) Способ изготовления полупроводникового прибора
JP3082979B2 (ja) ａ−ＤＬＣ−Ｓｉ膜の形成方法
Bater et al. Electron-stimulated dissociation of ammonia adsorbed on Ge (100)
Liu et al. Effects of interfacial layers on thermal chemical vapour deposition of carbon nanotubes using iron catalyst
Witanachchi et al. Highly ionized carbon plasma generation by dual-laser ablation for diamond-like carbon film growth
JP2002241930A (ja) 窒化物薄膜作製方法
JPH04242933A (ja) 酸化膜形成方法
JPS61201693A (ja) ダイヤモンドの製造方法
JPS6395200A (ja) 硬質窒化ホウ素膜の製造方法
JPH1087395A (ja) 高品質ダイヤモンド状炭素薄膜の製造方法
JPS62232180A (ja) 超電導材料
JP2526769B2 (ja) 有機金錯体およびこれを用いた金薄膜の製造方法
JPS6121190B2 (ja)
JPS62207869A (ja) 酸素含有硬質窒化硼素被覆部品
Wei et al. Possible intermediate in H 2 S dissociation on GaAs (100)
JPS61122197A (ja) ダイヤモンドの製造方法