JPH0366280B2 - - Google Patents
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- JPH0366280B2 JPH0366280B2 JP57037042A JP3704282A JPH0366280B2 JP H0366280 B2 JPH0366280 B2 JP H0366280B2 JP 57037042 A JP57037042 A JP 57037042A JP 3704282 A JP3704282 A JP 3704282A JP H0366280 B2 JPH0366280 B2 JP H0366280B2
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Classifications
-
- 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)
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- Materials Engineering (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はダイヤモンドの気相合成特に被覆膜の
合成に適した製造法に関する。
合成に適した製造法に関する。
ダイヤモンドは物質中最も硬い物質であり、高
熱伝導度を有しながら絶縁体であるという独特の
性質を持つている為に各種の工業的応用が考えら
れている。しかしながら周知の如くダイヤモンド
は天然でも合成でも極めて高価な物質であるので
その用途は限定されていた。しかし近年気相から
のダイヤモンド合成もしくは被覆技術が進歩し工
業的に実用可能とまで云われている。発明者等は
気相よりダイヤモンド被膜を歩留よく合成する方
法について種々検討し、本発明に至つた。
熱伝導度を有しながら絶縁体であるという独特の
性質を持つている為に各種の工業的応用が考えら
れている。しかしながら周知の如くダイヤモンド
は天然でも合成でも極めて高価な物質であるので
その用途は限定されていた。しかし近年気相から
のダイヤモンド合成もしくは被覆技術が進歩し工
業的に実用可能とまで云われている。発明者等は
気相よりダイヤモンド被膜を歩留よく合成する方
法について種々検討し、本発明に至つた。
従来より希薄な炭化水素雰囲気中でのダイヤモ
ンドの成長について知られているが、この反応は
高温においても生成速度があまりにも遅く工業的
に採用されるに至つていない。これを解決する為
にタングステン等の金属線に直接通電して高温に
してガスを通過する時に炭化水素に分解を起すこ
とが提案されている。
ンドの成長について知られているが、この反応は
高温においても生成速度があまりにも遅く工業的
に採用されるに至つていない。これを解決する為
にタングステン等の金属線に直接通電して高温に
してガスを通過する時に炭化水素に分解を起すこ
とが提案されている。
本発明の特徴は、金属線によるガスの加熱と同
時にプラズマを発生させて反応を促進することに
ある。一般にプラズマ中でイオンや電子が反応促
進効果を果すとされているが、本発明においては
金属線による加熱とプラズマ発生を組合せること
によつてダイヤモンド被膜を効率よく生成させる
ことができることを見出した。
時にプラズマを発生させて反応を促進することに
ある。一般にプラズマ中でイオンや電子が反応促
進効果を果すとされているが、本発明においては
金属線による加熱とプラズマ発生を組合せること
によつてダイヤモンド被膜を効率よく生成させる
ことができることを見出した。
第１図は本発明の方法に用いる装置の一例を示
す概念図であり、基板１０を電源１２より通電発
熱する加熱コイル１１を内蔵する台の上に載せ、
これを密閉容器５の中に設置し、流量計３，４に
よつて調整されたH2及び炭化水素を流す。この
混合ガスは電源８に接続するコイル７によつてプ
ラズマを発生し、基板に至る途中に設けられた電
源９によつて赤熱するタングステン等のヒータ８
があり、これを通過して基板１０上に被覆層（ダ
イヤモンド）を形成せしめるものである。
す概念図であり、基板１０を電源１２より通電発
熱する加熱コイル１１を内蔵する台の上に載せ、
これを密閉容器５の中に設置し、流量計３，４に
よつて調整されたH2及び炭化水素を流す。この
混合ガスは電源８に接続するコイル７によつてプ
ラズマを発生し、基板に至る途中に設けられた電
源９によつて赤熱するタングステン等のヒータ８
があり、これを通過して基板１０上に被覆層（ダ
イヤモンド）を形成せしめるものである。
即ち、本願の目的は、容器中に基板を加熱状態
に設置し、該容器内に炭化水素及び水素の混合ガ
ス気流を通し、該混合ガス気流が、プラズマを発
生させるためのコイル部、または電極部または導
波管部を経由して赤熱した金属線部を通り、該基
板上にダ造装置において、該ヒーター装置が容器
内にプラズマを発生するためのプラズマ発生装置
より基板に近いことを特徴とする硬質被膜の製造
装置を提供するものである。
に設置し、該容器内に炭化水素及び水素の混合ガ
ス気流を通し、該混合ガス気流が、プラズマを発
生させるためのコイル部、または電極部または導
波管部を経由して赤熱した金属線部を通り、該基
板上にダ造装置において、該ヒーター装置が容器
内にプラズマを発生するためのプラズマ発生装置
より基板に近いことを特徴とする硬質被膜の製造
装置を提供するものである。
本願は、ヒーター装置が、プラズマ発生装置よ
り基板に近い構造の硬質被膜製造装置、およびこ
のような装置によつてダイヤモンドからなる硬質
被膜を製造することを特徴とするものである。こ
れはフイラメントCVD法の特異性に基づくもの
で、フイラメントで活性化された活性種は、励起
状態で移動できる距離は限られており、反応容器
内の圧力にもよるが、50mm程度が限度である。ま
た実用的な膜成長速度を達成するためには10mm以
内とする方が望ましい。
り基板に近い構造の硬質被膜製造装置、およびこ
のような装置によつてダイヤモンドからなる硬質
被膜を製造することを特徴とするものである。こ
れはフイラメントCVD法の特異性に基づくもの
で、フイラメントで活性化された活性種は、励起
状態で移動できる距離は限られており、反応容器
内の圧力にもよるが、50mm程度が限度である。ま
た実用的な膜成長速度を達成するためには10mm以
内とする方が望ましい。
本願で用いるプラズマは高周波、直流、マイク
ロ波のいずれでも発生し、本発明においてはその
いずれでも効果は同じである。なお、これらのプ
ラズマを発生させるためには、プラズマ発生装置
が用いられ、高周波を用いる場合はコイル部で、
また直流では容器内に入れた電極部、またマイク
ロ波を用いる場合には導波管部によつて、プラズ
マを発生させる。
ロ波のいずれでも発生し、本発明においてはその
いずれでも効果は同じである。なお、これらのプ
ラズマを発生させるためには、プラズマ発生装置
が用いられ、高周波を用いる場合はコイル部で、
また直流では容器内に入れた電極部、またマイク
ロ波を用いる場合には導波管部によつて、プラズ
マを発生させる。
次に実施例によつて説明する。
実施例
第１図においてH21及びCH42から流量計によ
つてH2100c.c.／min、CH42c.c.／minに調整して混
合ガスを導入した。石英の反応管５の外周から入
力200Wで13.56MHzの高周波によつてプラズマを
発生せしめ、Ｗヒータ８によつて約2000℃に加熱
した。Si単結晶基板１０はヒーターにより800℃
に保ち、イヤモンドを形成せしめることを特徴と
する硬質被膜の製造法を提供するものである。
つてH2100c.c.／min、CH42c.c.／minに調整して混
合ガスを導入した。石英の反応管５の外周から入
力200Wで13.56MHzの高周波によつてプラズマを
発生せしめ、Ｗヒータ８によつて約2000℃に加熱
した。Si単結晶基板１０はヒーターにより800℃
に保ち、イヤモンドを形成せしめることを特徴と
する硬質被膜の製造法を提供するものである。
また本願の別の目的は、ガスの導入装置および
排気装置を有する容器内に基板の加熱装置、ヒー
ター装置を備えた硬質被膜の製造装置において、
該ヒーター装置が容器内にプラズマを発生するた
めのプラズマ発生装置より基板に近いことを特徴
とする硬質被膜の製造装置を提供するものであ
る。
排気装置を有する容器内に基板の加熱装置、ヒー
ター装置を備えた硬質被膜の製造装置において、
該ヒーター装置が容器内にプラズマを発生するた
めのプラズマ発生装置より基板に近いことを特徴
とする硬質被膜の製造装置を提供するものであ
る。
本願は、ヒーター装置がプラズマ発生装置より
基板に近い構造の硬質被膜製造装置、およびこの
ような装置によつてダイヤモンドからなる硬質被
膜を製造することを特徴とするものである。これ
はフイラメントCVD法の特異性に基づくもので、
フイラメントで活性化された活性種は、励起状態
で移動できる距離は限られており、反応容器内の
圧力にもるが、50mm程度が限度ある。また実用的
な膜成長速度を達成するためには10mm以内とする
方が望ましい。
基板に近い構造の硬質被膜製造装置、およびこの
ような装置によつてダイヤモンドからなる硬質被
膜を製造することを特徴とするものである。これ
はフイラメントCVD法の特異性に基づくもので、
フイラメントで活性化された活性種は、励起状態
で移動できる距離は限られており、反応容器内の
圧力にもるが、50mm程度が限度ある。また実用的
な膜成長速度を達成するためには10mm以内とする
方が望ましい。
本願で用いるプラズマは高周波、直流、マイク
ロ波のいずれでも発生し、本発明においてはその
いずれでも効果は同じである。なお、これらのプ
ラズマを発生させるためには、プラズマ発生装置
が用いられ、高周波をいる場合はコイル部で、ま
た直流では容器内に入れた電極部、またマイクロ
波を用いる場合には導波管部によつて、プラズマ
を発生させる。
ロ波のいずれでも発生し、本発明においてはその
いずれでも効果は同じである。なお、これらのプ
ラズマを発生させるためには、プラズマ発生装置
が用いられ、高周波をいる場合はコイル部で、ま
た直流では容器内に入れた電極部、またマイクロ
波を用いる場合には導波管部によつて、プラズマ
を発生させる。
次に実施例によつて説明する。
実施例
第１図においてH21及びCH42から流量計によ
つてH2100c.c.／min、CH42c.c.／minに調整して混
合ガスを導入した。石英の反応管５の外周から入
力200Wで13.56MHzの高周波によつてプラズマを
発生せしめ、Ｗヒータ８によつて約2000℃に加熱
した。Si単結晶板１０はヒーターにより800℃に
保ちバルブ６と１３の間を真空ポンプ１４により
5Torrとして１時間の処理を行つた。これによつ
て基板上に緻密なダイヤモンド被膜が4μ生成し
た。
つてH2100c.c.／min、CH42c.c.／minに調整して混
合ガスを導入した。石英の反応管５の外周から入
力200Wで13.56MHzの高周波によつてプラズマを
発生せしめ、Ｗヒータ８によつて約2000℃に加熱
した。Si単結晶板１０はヒーターにより800℃に
保ちバルブ６と１３の間を真空ポンプ１４により
5Torrとして１時間の処理を行つた。これによつ
て基板上に緻密なダイヤモンド被膜が4μ生成し
た。
第１図において、上記と全く同じ条件でたゞ、
RFコイルに高周波電源を投入しないでプラズマ
発生なしで処理した場合は0.5μのダイヤモンドが
生成したに過ぎず、本発明の方法では８倍の生成
速度であつた。
RFコイルに高周波電源を投入しないでプラズマ
発生なしで処理した場合は0.5μのダイヤモンドが
生成したに過ぎず、本発明の方法では８倍の生成
速度であつた。
以上説明した如く、本発明の方法でダイヤモン
ドが効率よく生成するため、ヒートシンク材各種
工具等工業的に広い範囲に応用することができ
る。
ドが効率よく生成するため、ヒートシンク材各種
工具等工業的に広い範囲に応用することができ
る。
第１図は本発明の方法に用いる装置の１例を示
す概念図である。 １：水素ボンベ、２：炭化水素ボンベ、３，
４：流量計、５：反応容器、６，１３：バルブ、
７：コイル、８：プラズマ電源、９，１２：AC
電源、１１：ヒーター、１０：基板、１４：真空
ポンプ、１５：ヒーター。
す概念図である。 １：水素ボンベ、２：炭化水素ボンベ、３，
４：流量計、５：反応容器、６，１３：バルブ、
７：コイル、８：プラズマ電源、９，１２：AC
電源、１１：ヒーター、１０：基板、１４：真空
ポンプ、１５：ヒーター。
Claims (1)
- １ 容器中に基板を加熱状態に設置し、該容器内
に炭化水素及び水素の混合ガス気流を通し、該混
合ガス気流がプラズマを発生させるためのプラズ
マ発生装置部を経由して赤熱した金属線部を通り
該基板上にダイヤモンドを形成せしめることを特
徴とする硬質被膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57037042A JPS58156594A (ja) | 1982-03-08 | 1982-03-08 | 硬質被膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57037042A JPS58156594A (ja) | 1982-03-08 | 1982-03-08 | 硬質被膜の製造法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1523091A Division JPH0645898B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 硬質被膜の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58156594A JPS58156594A (ja) | 1983-09-17 |
| JPH0366280B2 true JPH0366280B2 (ja) | 1991-10-16 |
Family
ID=12486539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57037042A Granted JPS58156594A (ja) | 1982-03-08 | 1982-03-08 | 硬質被膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58156594A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60118694A (ja) * | 1983-11-29 | 1985-06-26 | Mitsubishi Metal Corp | ダイヤモンドの低圧合成法 |
| JPS60122794A (ja) * | 1983-12-01 | 1985-07-01 | Mitsubishi Metal Corp | ダイヤモンドの低圧気相合成法 |
| JPS60124258A (ja) * | 1983-12-08 | 1985-07-03 | Mitsubishi Metal Corp | 表面被覆印字用ドツトピン |
| JPS62158195A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-14 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | ダイヤモンドの合成法 |
| JPS63128179A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-05-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 硬質窒化硼素の合成方法および合成装置 |
| ZA877921B (en) * | 1986-12-22 | 1988-04-21 | General Electric Company | Condensate diamond |
| JPS63215595A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-08 | Nachi Fujikoshi Corp | ダイヤモンドの気相合成方法及び装置 |
| CN103553036A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-02-05 | 陈晖� | 一种合成金刚石的电路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5528547A (en) * | 1978-08-18 | 1980-02-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetic recorder/reproducer |
-
1982
- 1982-03-08 JP JP57037042A patent/JPS58156594A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5528547A (en) * | 1978-08-18 | 1980-02-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetic recorder/reproducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58156594A (ja) | 1983-09-17 |
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