JPH04193794A - ダイヤモンドの合成方法 - Google Patents
ダイヤモンドの合成方法Info
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- JPH04193794A JPH04193794A JP32227790A JP32227790A JPH04193794A JP H04193794 A JPH04193794 A JP H04193794A JP 32227790 A JP32227790 A JP 32227790A JP 32227790 A JP32227790 A JP 32227790A JP H04193794 A JPH04193794 A JP H04193794A
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- Pending
Links
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、ダイヤモンドのき成力法に関し、特に、ＣＨ
，−０２系にＣＯを添加することにより、生成速度を向
上させるための新規な改良に関する。
，−０２系にＣＯを添加することにより、生成速度を向
上させるための新規な改良に関する。
［従来の技術］
従来、用いられていたこの種のダイヤモンドの合成方法
としては種々あるが、その中で代表的なものについて述
べると、例えば、特開平１−３０１５８６号公報に開示
された方法を挙げることができる。
としては種々あるが、その中で代表的なものについて述
べると、例えば、特開平１−３０１５８６号公報に開示
された方法を挙げることができる。
すなわち、この公報に開示された方法においては、酸素
ガス及び炭素を含む化合物ガスを反応容器に導入し、直
流又は交流の電磁界により前記容器中にプラズマを発生
させて容器中に保持した基板上にダイヤモンドを生成す
るようにしている。
ガス及び炭素を含む化合物ガスを反応容器に導入し、直
流又は交流の電磁界により前記容器中にプラズマを発生
させて容器中に保持した基板上にダイヤモンドを生成す
るようにしている。
［発明が解決しようとする課題］
従来のダイヤモンドの合成方法は、以上のように構成さ
れていたため、次のような課題が存在していた。
れていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、酸素ガス及び炭素を含む化合物ガスのみを用
いていたため、通常、１時間当たり１〜０．５μｍのダ
イヤモンドの成膜を行うのが限度であった。
いていたため、通常、１時間当たり１〜０．５μｍのダ
イヤモンドの成膜を行うのが限度であった。
従って、ダイヤモンドの生成を工業的に行うためには、
単位時間当たりの生成速度が遅く、生成速度をこれ以上
向上させることは不可能であった。
単位時間当たりの生成速度が遅く、生成速度をこれ以上
向上させることは不可能であった。
本発明は、以上のような課題を解消するためになされた
もので、特に、ＣＨ＋−０２系にｃｏを添加することに
より、生成速度を向上させるようにしたダイヤモンドの
合成方法を提供することを目的とする。
もので、特に、ＣＨ＋−０２系にｃｏを添加することに
より、生成速度を向上させるようにしたダイヤモンドの
合成方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明によるダイヤモンドの合成方法は、反応室内にメ
タンガス（ＣＨ４）と酸素ガス（Ｏ２）を供給し、プラ
ズマＣＶＤ法により、基板表面にダイヤモンドを合成す
るようにしたダイヤモンドの合成方法において、前記反
応室内にＣＯガスを添加するようにした方法である。
タンガス（ＣＨ４）と酸素ガス（Ｏ２）を供給し、プラ
ズマＣＶＤ法により、基板表面にダイヤモンドを合成す
るようにしたダイヤモンドの合成方法において、前記反
応室内にＣＯガスを添加するようにした方法である。
［作 用］
本発明によるダイヤモンドの合成方法においては、ＣＨ
４０２系にＣＯを添加することにより、ＣＨ４からの脱
水素反応及びＣＯからの脱酸素反応が同時にプラズマ中
で発生しており、ＣＨ４−ＣＯ−０２系では、Ｃｏ−＋
Ｃ＋Ｏ，ＣＨ＜→Ｃ＋２Ｉ（２又は４Ｈとなり、これら
のＨ２Ｏが再び反応し、 Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ＜ Ｃ＋４８−＋ＣＨ。
４０２系にＣＯを添加することにより、ＣＨ４からの脱
水素反応及びＣＯからの脱酸素反応が同時にプラズマ中
で発生しており、ＣＨ４−ＣＯ−０２系では、Ｃｏ−＋
Ｃ＋Ｏ，ＣＨ＜→Ｃ＋２Ｉ（２又は４Ｈとなり、これら
のＨ２Ｏが再び反応し、 Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ＜ Ｃ＋４８−＋ＣＨ。
Ｃ＋Ｏ→ＣＯ
Ｃ＋２０ →ＣＯ２
などの反応が発生し、その反応のバランスをとるために
、ＣＨ，： Ｃ０＝１ ： １ とし、ＣＨ，−５０
ｓｅｃＭ、ＣＯ＝ ５０ ｓｅｃＭ、０２＝ １２ｓｅ
ｃＭとすることによって、ＣＨ，： Ｃ０＝１ ： １
の領域が最良であることが判明した。
、ＣＨ，： Ｃ０＝１ ： １ とし、ＣＨ，−５０
ｓｅｃＭ、ＣＯ＝ ５０ ｓｅｃＭ、０２＝ １２ｓｅ
ｃＭとすることによって、ＣＨ，： Ｃ０＝１ ： １
の領域が最良であることが判明した。
従って、ＣＨ，−０２系にＣＯを添加することにより、
析出面積が大きくなり、生成速度を速めることができ、
１時間で１．５〜１．２μの成膜を得ることができた。
析出面積が大きくなり、生成速度を速めることができ、
１時間で１．５〜１．２μの成膜を得ることができた。
［実施例］
以下、図面と共に本発明によるダイヤモンドの合成方法
の好適ｄ実施例について詳細に説明する。
の好適ｄ実施例について詳細に説明する。
第１図は本発明によるダイヤモンドの合成方法を適用し
たダイヤモンド合成装置を示す構成図、第２図はダイヤ
モンドの生成速度と流量比の関係を示す特性図である。
たダイヤモンド合成装置を示す構成図、第２図はダイヤ
モンドの生成速度と流量比の関係を示す特性図である。
第１図において符号１で示されるものは、マイクロ波発
振機であり、このマイクロ波発振機１は、導波管２を介
して反応室３に接続されている。
振機であり、このマイクロ波発振機１は、導波管２を介
して反応室３に接続されている。
前記反応室３は縦長形に構成されていると共に、この反
応室３の下部には、この反応室３内を減圧状態に保持す
るための排気装置４が、排気系バルブ５を介して接続さ
れている。
応室３の下部には、この反応室３内を減圧状態に保持す
るための排気装置４が、排気系バルブ５を介して接続さ
れている。
前記反応室３内には、基板支持台６上に支持された例え
ばシリコン等の基板７が配設されており、この反応室３
の前記基板支持台６に対応する内壁３ａには、前記マイ
クロ波発振機１からのマイクロ波を吸収するための黒鉛
等からなるマイクロ波吸収剤８が設けられている。
ばシリコン等の基板７が配設されており、この反応室３
の前記基板支持台６に対応する内壁３ａには、前記マイ
クロ波発振機１からのマイクロ波を吸収するための黒鉛
等からなるマイクロ波吸収剤８が設けられている。
前記反応室３の上部には、酸素ガスを内蔵した酸素ガス
ボンベ９が、第１バルブ１０を介して接続されると共に
、含炭素化合物であるメタンガスを内蔵したメタンガス
ボンベ１１が第２バルブ１２を介して接続されている。
ボンベ９が、第１バルブ１０を介して接続されると共に
、含炭素化合物であるメタンガスを内蔵したメタンガス
ボンベ１１が第２バルブ１２を介して接続されている。
また、ＣＯガスを内臓したＣＯガスボンベ１３が第３バ
ルブ１４を介して接続されている。
ルブ１４を介して接続されている。
従って、マイクロ波発振機１を所定の出力で起動させ、
導波管２を通じて反応室３内にマイクロ波を導入するこ
とによりマイクロ波プラズマを発生させ、各バルブ１０
，１２．１４を開弁じて酸素ガス及びメタンガス及びＣ
Ｏガスを反応室３内に供給し、過熱された基板７の表面
７ａ上において、メタンガス及びＣＯガス中の炭素化合
物の分解および酸素ガスの作用によってダイヤモンド皮
膜が形成される。
導波管２を通じて反応室３内にマイクロ波を導入するこ
とによりマイクロ波プラズマを発生させ、各バルブ１０
，１２．１４を開弁じて酸素ガス及びメタンガス及びＣ
Ｏガスを反応室３内に供給し、過熱された基板７の表面
７ａ上において、メタンガス及びＣＯガス中の炭素化合
物の分解および酸素ガスの作用によってダイヤモンド皮
膜が形成される。
次に、本出願人が前述の合成装置を用いて実際にダイヤ
モンド皮膜を合成した場合の実験例について説明する。
モンド皮膜を合成した場合の実験例について説明する。
火敢■
基板７としてシリコンウェハを用い、含炭素化合物とし
てメタンガス（ＣＨ，）、雰囲気ガスとして酸素く０．
）ガスを用い、ＣＯを添加すると共に、以下の条件でマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法によりダイヤモンドを合成し
た。
てメタンガス（ＣＨ，）、雰囲気ガスとして酸素く０．
）ガスを用い、ＣＯを添加すると共に、以下の条件でマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法によりダイヤモンドを合成し
た。
ＣＨ，・・５０ ｓｅｃＭ
Ｏ２・・・１２ｓｃｃＭ
ＣＯ・・・５０ ｓｅｃＭ
マイクロ波出力・・・４００Ｗ
真空度 ・・・４０ Ｔｏｒｒ
ＣＨ４０２系にＣＯを添加することにより、ＣＨ，から
の脱水素反応及びＣＯからの脱酸素反応が同時にプラズ
マ中で発生しており、ＣＩ−１、−ＣＯ−０２系では、
ＣＯ→Ｃ＋Ｏ，ＣＨ４→Ｃ＋２Ｈ２又は４ Ｈとなり、
これらのＨ，Ｏが再び反応し、 Ｃ＋２ Ｈ２→ＣＨ。
の脱水素反応及びＣＯからの脱酸素反応が同時にプラズ
マ中で発生しており、ＣＩ−１、−ＣＯ−０２系では、
ＣＯ→Ｃ＋Ｏ，ＣＨ４→Ｃ＋２Ｈ２又は４ Ｈとなり、
これらのＨ，Ｏが再び反応し、 Ｃ＋２ Ｈ２→ＣＨ。
Ｃ＋４８−＋ＣＨ。
Ｃ＋○ →ＣＯ
Ｃ＋２０−ＣＯ２
などの反応が発生し、その反応のバランスをとるために
、ＣＨ、・Ｃ０＝１ ： １ とし、ＣＨ４−５０ｓ
ｅｃＭ、ＣＯ−５０ｓｅｃＭ、０２＝ １２ｓｃｃＭと
することによって、ＣＨ，： Ｃ０＝１ ： １の領域
が最良であることが判明した。
、ＣＨ、・Ｃ０＝１ ： １ とし、ＣＨ４−５０ｓ
ｅｃＭ、ＣＯ−５０ｓｅｃＭ、０２＝ １２ｓｃｃＭと
することによって、ＣＨ，： Ｃ０＝１ ： １の領域
が最良であることが判明した。
従って、ＣＨｌ ０２系にＣＯを添加することにより、
析出面積が大きくなり、生成速度を速めることができ、
１時間で１．５〜１．２μｍの成膜を得ることができた
。尚、第２図面に示されるように、ＣＯ：ＣＨ＜−１：
１よりＣＯ液流量少ない領域では、良質なダイヤモン
ドが得られるが、生成速度が遅い。また、ＣＯ：ＣＨ，
＝１：１よりＣＯ液流量多い領域では、生成速度が速く
なるが、非ダイヤモンド成分くアモルファスカーボン、
グラファイト等）が含まれることが明らかである。
析出面積が大きくなり、生成速度を速めることができ、
１時間で１．５〜１．２μｍの成膜を得ることができた
。尚、第２図面に示されるように、ＣＯ：ＣＨ＜−１：
１よりＣＯ液流量少ない領域では、良質なダイヤモン
ドが得られるが、生成速度が遅い。また、ＣＯ：ＣＨ，
＝１：１よりＣＯ液流量多い領域では、生成速度が速く
なるが、非ダイヤモンド成分くアモルファスカーボン、
グラファイト等）が含まれることが明らかである。
［発明の効果］
本発明によるダイヤモンドの合成方法は、以上のように
構成されているため、次のような効果を得ることができ
る。
構成されているため、次のような効果を得ることができ
る。
すなわち、ＣＨ４＋ｏ２系にＣｏを添加することにより
、析出面積が大きくなり、ダイヤモンドの生成速度を大
幅に向上させることができる。
、析出面積が大きくなり、ダイヤモンドの生成速度を大
幅に向上させることができる。
第１図は本発明によるダイヤモンドの合成方法を適用し
たダイヤモンド合成装置を示す構成図第２図はダイヤモ
ンドの生成速度と流量比の関係を示す特性図である。 ３は反応室、７は基板、７ａは表面である。 特許出願人 株式会社日本製鋼所
たダイヤモンド合成装置を示す構成図第２図はダイヤモ
ンドの生成速度と流量比の関係を示す特性図である。 ３は反応室、７は基板、７ａは表面である。 特許出願人 株式会社日本製鋼所
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 反応室（３）内にメタンガス（ＣＨ＿４）と酸素ガス
（Ｏ＿２）を供給し、プラズマＣＶＤ法により、基板（
７）表面（７ａ）にダイヤモンドを合成するようにした
ダイヤモンドの合成方法において、 前記反応室（３）内にＣＯガスを添加することを特徴と
するダイヤモンドの合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32227790A JPH04193794A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | ダイヤモンドの合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32227790A JPH04193794A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | ダイヤモンドの合成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04193794A true JPH04193794A (ja) | 1992-07-13 |
Family
ID=18141847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32227790A Pending JPH04193794A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | ダイヤモンドの合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04193794A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61158899A (ja) * | 1985-07-31 | 1986-07-18 | Kyocera Corp | ダイヤモンド膜の製法 |
| JPS6327319A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-02-05 | Topy Ind Ltd | 形鋼荷姿形成装置 |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP32227790A patent/JPH04193794A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61158899A (ja) * | 1985-07-31 | 1986-07-18 | Kyocera Corp | ダイヤモンド膜の製法 |
| JPS6327319A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-02-05 | Topy Ind Ltd | 形鋼荷姿形成装置 |
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