JPH04193795A - 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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- JPH04193795A JPH04193795A JP32227890A JP32227890A JPH04193795A JP H04193795 A JPH04193795 A JP H04193795A JP 32227890 A JP32227890 A JP 32227890A JP 32227890 A JP32227890 A JP 32227890A JP H04193795 A JPH04193795 A JP H04193795A
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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、ダイヤモンドの合成方法に関し、特に、Ｃ２
Ｈ２−０□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。
Ｈ２−０□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
イヤモンドの生膜を行うのが限度、であった。
いていたため、通常、１時間当たり１〜０．５μｍのダ
イヤモンドの生膜を行うのが限度、であった。
従って、従来の方法では、ダイヤモンドの生成を工業的
に行うには、単位時間当たりの生成速度が遅く、この生
成速度を向上させることは不可能であった。
に行うには、単位時間当たりの生成速度が遅く、この生
成速度を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、Ｃ２１−１２−０２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、Ｃ２１−１２−０２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、反応室内にア
セチレンガス（Ｃ２Ｈ２）と酸素ガス（０２）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。
セチレンガス（Ｃ２Ｈ２）と酸素ガス（０２）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、Ｃ２
Ｈ２０２系にＣＯを添加することにより、Ｃ２Ｈ２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、Ｃ２Ｈ２−ＣＯ−Ｃ２系では、Ｃ
ｏ →Ｃ十Ｏ，Ｃ２Ｈ２−＋Ｃ２＋ Ｈ２となり、これ
らのＨ，Ｏが再び反応し、Ｃ２＋ Ｈ２→Ｃ２Ｈ２ ２Ｃ＋２Ｈ→Ｃａ Ｈ２ Ｃ十○ →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タメニ
、Ｃ２Ｈ２：Ｃｏ＝１：１とし、Ｃ２Ｈ２−５０ｓｅｃ
Ｍ、Ｃ○＝ ５０ ｓｃｃＭ、０２２４５８００Ｍとす
ルコトニよッテ、Ｃ２Ｈ２： Ｃ０＝１ ： １の領域
が最良であることが判明した。
Ｈ２０２系にＣＯを添加することにより、Ｃ２Ｈ２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、Ｃ２Ｈ２−ＣＯ−Ｃ２系では、Ｃ
ｏ →Ｃ十Ｏ，Ｃ２Ｈ２−＋Ｃ２＋ Ｈ２となり、これ
らのＨ，Ｏが再び反応し、Ｃ２＋ Ｈ２→Ｃ２Ｈ２ ２Ｃ＋２Ｈ→Ｃａ Ｈ２ Ｃ十○ →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タメニ
、Ｃ２Ｈ２：Ｃｏ＝１：１とし、Ｃ２Ｈ２−５０ｓｅｃ
Ｍ、Ｃ○＝ ５０ ｓｃｃＭ、０２２４５８００Ｍとす
ルコトニよッテ、Ｃ２Ｈ２： Ｃ０＝１ ： １の領域
が最良であることが判明した。
従って、Ｃ２Ｈ２−０２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２〜３μｍ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２〜３μｍ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
の好適な実施例について詳細に説明する。
の好適な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アセチレンガスを内蔵したアセチ
レンガスボンベ１１が第２バルブ１２を介して接続され
ている。また、Ｃｏガスを内蔵した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。
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アセチレンガスを内蔵したアセチ
レンガスボンベ１１が第２バルブ１２を介して接続され
ている。また、Ｃｏガスを内蔵した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。
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アセチレンガス及
びＣｏ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、アセチレンガス及び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アセチレンガス及
びＣｏ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、アセチレンガス及び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１
基板７としてシリコンウェハを用い、含炭素化合物とし
てアセチレンガス（Ｃ２Ｈ２）、雰囲気ガスとして酸素
（０２）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。
てアセチレンガス（Ｃ２Ｈ２）、雰囲気ガスとして酸素
（０２）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。
Ｃ２Ｈ２・・・５０ｓｃｃＭ
０２−− ・４５ｓｅｃＭ
ＣＯ・・・５０ ｓｅｃＭ
マイクロ波出力・・・４００Ｗ
真空度 ・・・４０ Ｔｏｒｒ
Ｃ２Ｈ２０２系にＣＯを添加することにより、Ｃ２Ｈ２
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、Ｃ２Ｈ２−ＣＯ−０２系では
、Ｃ○→Ｃ＋ Ｏ、Ｃ２Ｈ２→Ｃ２十Ｈ２となり、これ
らのＨ，Ｏが再び反応し、Ｃ２＋ Ｈ２→Ｃ２Ｈ２ ２Ｃ＋２８−Ｃ２Ｈ２ Ｃ＋○ →Ｃ０ 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
、Ｃ２Ｈ２： ＣＯ＝ １ ： １ とし、Ｃ２Ｈ２
−５Ｑ ｓｃｃＭ、ＣＯ＝ ５０ ｓｃｃＭ、０２
＝ ４５ ｓｅｃＭとすることによって、Ｃ２Ｈ２：Ｃ
Ｏ−１＝１の領域が最良であることが判明した。
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、Ｃ２Ｈ２−ＣＯ−０２系では
、Ｃ○→Ｃ＋ Ｏ、Ｃ２Ｈ２→Ｃ２十Ｈ２となり、これ
らのＨ，Ｏが再び反応し、Ｃ２＋ Ｈ２→Ｃ２Ｈ２ ２Ｃ＋２８−Ｃ２Ｈ２ Ｃ＋○ →Ｃ０ 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
、Ｃ２Ｈ２： ＣＯ＝ １ ： １ とし、Ｃ２Ｈ２
−５Ｑ ｓｃｃＭ、ＣＯ＝ ５０ ｓｃｃＭ、０２
＝ ４５ ｓｅｃＭとすることによって、Ｃ２Ｈ２：Ｃ
Ｏ−１＝１の領域が最良であることが判明した。
従って、Ｃ２Ｈ２−０２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２〜３μの成膜を得ることができた。尚、Ｃ
ｏ ： Ｃ２Ｉ−１２＝ １ ： １よりＣＯ液流量少
ない領域ては、良質なダイヤモンドが得られるが生成速
度は遅い。また、１：１よりＣ○液流量多い領域では、
生成速度は速くなるが、非ダイヤモンド成分（アモルフ
ァスカーボン、グラファイト等）が含まれている。
、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２〜３μの成膜を得ることができた。尚、Ｃ
ｏ ： Ｃ２Ｉ−１２＝ １ ： １よりＣＯ液流量少
ない領域ては、良質なダイヤモンドが得られるが生成速
度は遅い。また、１：１よりＣ○液流量多い領域では、
生成速度は速くなるが、非ダイヤモンド成分（アモルフ
ァスカーボン、グラファイト等）が含まれている。
［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、Ｃ２Ｈ２＋０２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。
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。
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）内にアセチレンガス（Ｃ＿２Ｈ＿２）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 |
|---|---|---|---|
| JP32227890A JPH04193795A (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 |
|---|---|---|---|
| JP32227890A JPH04193795A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | ダイヤモンドの合成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04193795A true JPH04193795A (ja) | 1992-07-13 |
Family
ID=18141858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32227890A Pending JPH04193795A (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) | JPH04193795A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7306778B2 (en) * | 2003-06-19 | 2007-12-11 | Nanotech Llc | Diamond films and methods of making diamond films |
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 JP32227890A patent/JPH04193795A/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 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7306778B2 (en) * | 2003-06-19 | 2007-12-11 | Nanotech Llc | Diamond films and methods of making diamond films |
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