JPH0380191A - ダイヤモンド薄膜合成法 - Google Patents
ダイヤモンド薄膜合成法Info
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- JPH0380191A JPH0380191A JP21499089A JP21499089A JPH0380191A JP H0380191 A JPH0380191 A JP H0380191A JP 21499089 A JP21499089 A JP 21499089A JP 21499089 A JP21499089 A JP 21499089A JP H0380191 A JPH0380191 A JP H0380191A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は物理蒸着（ｐｖＤ）法の内、とくにイオン化蒸
着法に基づき、大量生産を目的とした大面積のダイヤモ
ンド′４膜合成法に関するものである。
着法に基づき、大量生産を目的とした大面積のダイヤモ
ンド′４膜合成法に関するものである。
イオン化蒸着法は、薄膜合成時の基板温度が低いため、
微結晶ダイヤで構成された表面の極めて滑らかな膜の形
成が可能であり、また、１１に度による基板の制限も（
ＣＶＤ）法よりはるかに少ないと言う特長を有し、実用
面から計り知れない用途が期待されている。しかし、膜
の生産（にと言う立場から装置を眺めると、まだ解決す
べき問題が幾つか残されている。例えば、大面積のダイ
ヤ薄膜の合成、量産性、装置の安定性等のＩ！ＪＪ題が
ある。
微結晶ダイヤで構成された表面の極めて滑らかな膜の形
成が可能であり、また、１１に度による基板の制限も（
ＣＶＤ）法よりはるかに少ないと言う特長を有し、実用
面から計り知れない用途が期待されている。しかし、膜
の生産（にと言う立場から装置を眺めると、まだ解決す
べき問題が幾つか残されている。例えば、大面積のダイ
ヤ薄膜の合成、量産性、装置の安定性等のＩ！ＪＪ題が
ある。
以下、これらの問題につき具体的な説明を行う。
まず、第１図は従来のイオン化蒸着装置である。
動作は、加熱したフィラメント１と円筒電極２の間に、
炭化水素ガスを３より導入し、加熱、熱分解すると共に
イオン化し、これを負に印加した基板６で加速すると共
に、グリッド５を通して薄膜台数を行うものである。た
だ問題は、この様な装置ではフィラメントを使用してい
るため、ここに当然寿命があり、その都度フィラメント
交換をしなければならないと言う不便さがある。また、
基板６に合成された膜の膜厚分布についても、膜は装置
の構造上、中心から周辺に行くに従って薄くなり、均一
な厚さの膜を要求する場合は基板６の大きさに制限が加
わり、従って、この様な方法で均一な膜の大面積化は極
めて難しい。
炭化水素ガスを３より導入し、加熱、熱分解すると共に
イオン化し、これを負に印加した基板６で加速すると共
に、グリッド５を通して薄膜台数を行うものである。た
だ問題は、この様な装置ではフィラメントを使用してい
るため、ここに当然寿命があり、その都度フィラメント
交換をしなければならないと言う不便さがある。また、
基板６に合成された膜の膜厚分布についても、膜は装置
の構造上、中心から周辺に行くに従って薄くなり、均一
な厚さの膜を要求する場合は基板６の大きさに制限が加
わり、従って、この様な方法で均一な膜の大面積化は極
めて難しい。
第２図は上述のようなフィラメントの方命、および大面
積化の問題を解決したものである。まず、フィラメント
についてはイオンの発生源に高周波及び直流電力を加え
ることでこれを除去した。
積化の問題を解決したものである。まず、フィラメント
についてはイオンの発生源に高周波及び直流電力を加え
ることでこれを除去した。
具体的な構造は、高密度イオン源を実現するため図のよ
うな形状になっている。同図で、１は中心に孔を有する
円筒状サマリュウムーコバルト系の磁石で、キューリー
点は７００℃近くあり、強力なプラズマを発生させるた
めに設けである。２は同軸の内導′体で、外導体と共に
放電電極を形成している。なお、３はモリブデンのよう
なλ°６融点金属で形成された網目状電極である。炭化
水素ガスは７を通して矢印の方向に流れ込み、同軸状型
ｆＩ２と３の間でアーク状プラズマを発生する。プラズ
マ発生に必要な高周波（１３，５６ＭＨｚ）電力は６よ
り供給され、ここで発生したアーク状プラズマは３を通
して同軸円筒基板９に向けて放出される。基板に接続さ
れた円筒状グリッドは負の２００〜４００ 、Ｖの電圧
が印加されており、そのため基板９には炭化水素イオン
のみが数ｋｍ／Ｓ〜数１０ ｋ ｍ ／ ｓの速度で衝
突し、数１０〜数１０ＯＡの結晶粒から敗るダイヤモン
ド膜が形成される。
うな形状になっている。同図で、１は中心に孔を有する
円筒状サマリュウムーコバルト系の磁石で、キューリー
点は７００℃近くあり、強力なプラズマを発生させるた
めに設けである。２は同軸の内導′体で、外導体と共に
放電電極を形成している。なお、３はモリブデンのよう
なλ°６融点金属で形成された網目状電極である。炭化
水素ガスは７を通して矢印の方向に流れ込み、同軸状型
ｆＩ２と３の間でアーク状プラズマを発生する。プラズ
マ発生に必要な高周波（１３，５６ＭＨｚ）電力は６よ
り供給され、ここで発生したアーク状プラズマは３を通
して同軸円筒基板９に向けて放出される。基板に接続さ
れた円筒状グリッドは負の２００〜４００ 、Ｖの電圧
が印加されており、そのため基板９には炭化水素イオン
のみが数ｋｍ／Ｓ〜数１０ ｋ ｍ ／ ｓの速度で衝
突し、数１０〜数１０ＯＡの結晶粒から敗るダイヤモン
ド膜が形成される。
第３図は形成された膜の硬度をビッカース硬度で表した
ものである。同図は、イオン源の高周波入力を７００Ｗ
、メタンのガス圧をＱ、３Ｔｏｒｒとし、基板にはシリ
コンを用い、基板温度３００℃電流密度］、 、５
ｍ Ａ、 ／ ｃ ｍ ”として基板電圧Ｅｓを変化し
たものである。なお、この時の膜厚は８μｍである。ダ
イヤモンドのビッカース硬度は６０００以」二であるか
ら、膜の硬度はダイヤモンドの領域に入っていることが
分かる。
ものである。同図は、イオン源の高周波入力を７００Ｗ
、メタンのガス圧をＱ、３Ｔｏｒｒとし、基板にはシリ
コンを用い、基板温度３００℃電流密度］、 、５
ｍ Ａ、 ／ ｃ ｍ ”として基板電圧Ｅｓを変化し
たものである。なお、この時の膜厚は８μｍである。ダ
イヤモンドのビッカース硬度は６０００以」二であるか
ら、膜の硬度はダイヤモンドの領域に入っていることが
分かる。
第４図は膜の構造を電子線回折で調べた結果である。即
ち、膜の面間隔がそれぞれダイヤモンドの面間隔とよく
一致していることが示されている。
ち、膜の面間隔がそれぞれダイヤモンドの面間隔とよく
一致していることが示されている。
第５図は形成された膜の位置による膜厚の変化を示す。
この膜は平均膜厚が８μｍで、表面は極めて滑らかな膜
である。同図で↓は第１図で形成された膜で、横軸は膜
の＠（膜の縦方向）の中心から求めた距離である。距離
は１，２共に規格化している。なお、第２図で形成した
膜の横方向の膜厚変動は非常に小さく無視できる程度で
ある。
である。同図で↓は第１図で形成された膜で、横軸は膜
の＠（膜の縦方向）の中心から求めた距離である。距離
は１，２共に規格化している。なお、第２図で形成した
膜の横方向の膜厚変動は非常に小さく無視できる程度で
ある。
以上詳述したように、第２図に示す本発明による装置で
形成した膜は、イオンの放出口から基板までの距離を一
定とすれば、従来の装置（第↓図）の約１０倍の大面積
膜になる。
形成した膜は、イオンの放出口から基板までの距離を一
定とすれば、従来の装置（第↓図）の約１０倍の大面積
膜になる。
なお、本装置はダイヤモンド以外の大面積薄膜の形成、
または大面積のエツチングに使用できる第工図は従来の
イオン化蒸着装置、第２図は本発明による大面積膜作成
用イオン化蒸着装置である。第３図は本装置による膜の
ビッカース硬度と基板電圧の関係、第４図はダイヤモン
ド結晶粒と形成膜の面指数と面間隔の関係、第５図は形
成された膜の位置による膜厚の変化を示す。
または大面積のエツチングに使用できる第工図は従来の
イオン化蒸着装置、第２図は本発明による大面積膜作成
用イオン化蒸着装置である。第３図は本装置による膜の
ビッカース硬度と基板電圧の関係、第４図はダイヤモン
ド結晶粒と形成膜の面指数と面間隔の関係、第５図は形
成された膜の位置による膜厚の変化を示す。
Claims (2)
- （１）高周波に磁界を加えた高密度のイオン源を用いて
炭化水素ガスをイオン化し、これを放射状に放出させ、
電界で加速して基板と衝突させることによりダイヤモン
ド膜の合成を行うことを特長とする方式 - （２）イオン源を中心軸とし、軸から等距離に基板を配
置することにより、膜厚の一様な大面積の薄膜合成を行
うことを特長とする方式
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21499089A JPH0380191A (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | ダイヤモンド薄膜合成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21499089A JPH0380191A (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | ダイヤモンド薄膜合成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0380191A true JPH0380191A (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=16664875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21499089A Pending JPH0380191A (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | ダイヤモンド薄膜合成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0380191A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6248400B1 (en) * | 1993-08-12 | 2001-06-19 | Fujitsu Limited | Vapor phase diamond synthesis method |
| EP2028254A2 (en) | 2007-02-09 | 2009-02-25 | FUJIFILM Corporation | Grease composition, viscous agent, and mechanical element |
| WO2010020274A1 (en) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Metso Paper, Inc. | Coating for lowering friction effect and improving wear resistance of a component in a fibre web machine and process of producing the same |
| CN103898604A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-07-02 | 张志东 | 单晶碳的制作方法及系统 |
-
1989
- 1989-08-23 JP JP21499089A patent/JPH0380191A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6248400B1 (en) * | 1993-08-12 | 2001-06-19 | Fujitsu Limited | Vapor phase diamond synthesis method |
| EP2028254A2 (en) | 2007-02-09 | 2009-02-25 | FUJIFILM Corporation | Grease composition, viscous agent, and mechanical element |
| WO2010020274A1 (en) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Metso Paper, Inc. | Coating for lowering friction effect and improving wear resistance of a component in a fibre web machine and process of producing the same |
| CN103898604A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-07-02 | 张志东 | 单晶碳的制作方法及系统 |
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