JPH0483795A - ダイヤモンド析出用基体の温度調整法 - Google Patents
ダイヤモンド析出用基体の温度調整法Info
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- JPH0483795A JPH0483795A JP19988990A JP19988990A JPH0483795A JP H0483795 A JPH0483795 A JP H0483795A JP 19988990 A JP19988990 A JP 19988990A JP 19988990 A JP19988990 A JP 19988990A JP H0483795 A JPH0483795 A JP H0483795A
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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］
本発明は、基体面に合成ダイヤモンドの結晶膜を気相析
出させる場合、基体の温度を調整するための方法に関す
る。
出させる場合、基体の温度を調整するための方法に関す
る。
気相法によって人工的に合成されるダイヤモンド膜は、
その優れた特性を利用して精密加工分野をはじめエレク
トロニクス、光学、医療といった広汎な分野での応用が
図られている。
その優れた特性を利用して精密加工分野をはじめエレク
トロニクス、光学、医療といった広汎な分野での応用が
図られている。
これまで気相法によるダイヤモンドの合成方法としては
、高周波熱プラズマ法、直流プラズマ法、マイクロ波プ
ラズマ法、アークプラズマ法、プラズマジェット法など
が知られているが、これらの方法はいずれも区画された
熱プラズマトーチ内で基体ホルダー上に載置された基体
面に炭素原子や炭素ラジカルを含むプラズマを噴射して
結晶膜を生成させる機構が採られている。
、高周波熱プラズマ法、直流プラズマ法、マイクロ波プ
ラズマ法、アークプラズマ法、プラズマジェット法など
が知られているが、これらの方法はいずれも区画された
熱プラズマトーチ内で基体ホルダー上に載置された基体
面に炭素原子や炭素ラジカルを含むプラズマを噴射して
結晶膜を生成させる機構が採られている。
この種の熱プラズマによる気相析出においては基体の温
度が析出するダイヤモンド膜の性状に著しい影響を与え
ることから、基体温度の調整が結晶膜の品質、析出の速
度などを支配する要素となる。
度が析出するダイヤモンド膜の性状に著しい影響を与え
ることから、基体温度の調整が結晶膜の品質、析出の速
度などを支配する要素となる。
従来、基体温度の調整には、主に入力する電気量を制御
する方法によっておこなわれている。また、直流プラズ
マ法においてはプラズマノズルと基体間距離を調節する
ことによりおこなうこともできる。しかしながら、これ
らの方法による場合には同時にトーチ系内の雰囲気温度
を変動させる結果を招き、基体のみを独立して温度調整
することは不可能である。
する方法によっておこなわれている。また、直流プラズ
マ法においてはプラズマノズルと基体間距離を調節する
ことによりおこなうこともできる。しかしながら、これ
らの方法による場合には同時にトーチ系内の雰囲気温度
を変動させる結果を招き、基体のみを独立して温度調整
することは不可能である。
そのうえ、従来の基体ホルダーの構造では基体をホルダ
ーの上面に導電性ペーストのような接着剤を介して固定
するセツティング方法が採られるため、塗布状態によっ
て基体温度が変動して再現性のよい測温が得られない問
題点がある。
ーの上面に導電性ペーストのような接着剤を介して固定
するセツティング方法が採られるため、塗布状態によっ
て基体温度が変動して再現性のよい測温が得られない問
題点がある。
本発明の目的は、基体の温度のみを独立して精度よく調
整することができるダイヤモンド析出用基体の温度調整
法を従供しようとするところにある。
整することができるダイヤモンド析出用基体の温度調整
法を従供しようとするところにある。
（課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するための本発明によるダイヤモンド
析出用の温度調整法は、熱プラズマトーチを用いて合成
ダイヤモンドを気相析出するにあたり、基体ホルダーの
上面に基体が嵌入する凹部を穿設し、前記基体および／
または凹部の接触面に相互間の接触面積を可変するため
の微小満を刻設することを構成上の特徴とする。
析出用の温度調整法は、熱プラズマトーチを用いて合成
ダイヤモンドを気相析出するにあたり、基体ホルダーの
上面に基体が嵌入する凹部を穿設し、前記基体および／
または凹部の接触面に相互間の接触面積を可変するため
の微小満を刻設することを構成上の特徴とする。
本発明に用いる熱プラズマトーチの基本構造は、第１図
に示すように、周辺部に高周波電＃１に連結するワーク
コイル２、上端部に反応ガス供給装置３とバルブ４．５
．６．７を介して各接続するノズル筒８、そして下部に
基体９を載置したホルダー１０および排気装置１１を備
えるプラズマ発生室１２とから構成されている。ホルダ
ー１０は、筒内に水冷ジャケットが内蔵された構造とな
っている。
に示すように、周辺部に高周波電＃１に連結するワーク
コイル２、上端部に反応ガス供給装置３とバルブ４．５
．６．７を介して各接続するノズル筒８、そして下部に
基体９を載置したホルダー１０および排気装置１１を備
えるプラズマ発生室１２とから構成されている。ホルダ
ー１０は、筒内に水冷ジャケットが内蔵された構造とな
っている。
本発明の第１の特徴は、このうち基体ホルダー１０を第
２図に示すように、上面に基体９が嵌入する凹部１３を
穿設した形態に設計したことである。
２図に示すように、上面に基体９が嵌入する凹部１３を
穿設した形態に設計したことである。
このため、基体９は接着剤を介することなしにホルダー
１０の凹部１３に嵌入固定され、同時に基体下部全体が
均等に水冷されることになる。
１０の凹部１３に嵌入固定され、同時に基体下部全体が
均等に水冷されることになる。
本発明の第２の特徴は、対向する基体９または凹部１３
の接触面、もしくはその両面に相互間の接触面積を可変
するための微小満１４を刻設することである。第２図は
基体９側の接触面に微小満１４を刻設した態様を示した
ものであり、第３図は凹部１３の接触面に微小満１４を
刻設した状態を示した態様である。微小満１４は、複数
同心円あるいは升目状など適宜な形態とすることができ
、溝の深さは０．１ｍｓ＋程度で足りる。
の接触面、もしくはその両面に相互間の接触面積を可変
するための微小満１４を刻設することである。第２図は
基体９側の接触面に微小満１４を刻設した態様を示した
ものであり、第３図は凹部１３の接触面に微小満１４を
刻設した状態を示した態様である。微小満１４は、複数
同心円あるいは升目状など適宜な形態とすることができ
、溝の深さは０．１ｍｓ＋程度で足りる。
なお、基体ホルダー１０の材質を熱伝導率の異なる銅、
モリブデン、ステンレス鋼などから選定し、これを本発
明の構成と組み合わせると基体温度の調整を一層細分化
することができる。
モリブデン、ステンレス鋼などから選定し、これを本発
明の構成と組み合わせると基体温度の調整を一層細分化
することができる。
基体温度の測定は、第２〜３図に示すように基体ホルダ
ー１０の筒部を中心貫通孔が形成された水冷ジャケント
１５で構成し、前記中心貫通孔に測温用光センサ−１６
を基体９の裏面に当接する状態にセットして図示しない
光ファイバーを介して計測器に接続する機構によってお
こなうことができる。
ー１０の筒部を中心貫通孔が形成された水冷ジャケント
１５で構成し、前記中心貫通孔に測温用光センサ−１６
を基体９の裏面に当接する状態にセットして図示しない
光ファイバーを介して計測器に接続する機構によってお
こなうことができる。
この測温機構については、本出願人による実開平２−４
６８６７号公報に記載されている。
６８６７号公報に記載されている。
〔作 用］
本発明に係るダイヤモンド析出用基体の温度調整法によ
れば、基体が接着剤を介在させることなく、またその下
部全面が均等に水冷される状態に凹部内に嵌入セントさ
れるから、基体温度が変動したり、局部的に加熱される
等の現象は起こらない。
れば、基体が接着剤を介在させることなく、またその下
部全面が均等に水冷される状態に凹部内に嵌入セントさ
れるから、基体温度が変動したり、局部的に加熱される
等の現象は起こらない。
基体および／または凹部の接触面に微小溝を刻設すると
相互間の接触面積が変動し、これに伴って熱伝導の状態
が変化する。したがって、微小溝の形成度合を相違させ
ることにより、基体の温度調整度合に応した接触面積を
形成することが可能となる。
相互間の接触面積が変動し、これに伴って熱伝導の状態
が変化する。したがって、微小溝の形成度合を相違させ
ることにより、基体の温度調整度合に応した接触面積を
形成することが可能となる。
このような作用によって、他の系内雰囲気温度を変動さ
せることなしに基体温度のみの調整を精度よ（おこなう
ことができるから、高品質ダイヤモンドの成膜化を円滑
に進行させるために極めてを効となる。
せることなしに基体温度のみの調整を精度よ（おこなう
ことができるから、高品質ダイヤモンドの成膜化を円滑
に進行させるために極めてを効となる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例
銅材質により構成した第３図構造の基体ホルダーの凹部
１３面（基体との接触面）に、深さ０．１ｍｍの同心円
満からなる微小溝１４を設置本数を変えて刻設し、接触
面積の異なる凹凸面を形成した。
１３面（基体との接触面）に、深さ０．１ｍｍの同心円
満からなる微小溝１４を設置本数を変えて刻設し、接触
面積の異なる凹凸面を形成した。
このようにして作成した接触面積の異なる各基体ホルダ
ーを、第１図構造の熱プラズマトーチに設置した。つい
で、直径２０ｎ＋、厚さ２０１１ｍのモリフデン基体を
凹部に嵌入セットし、次の条件により高周波プラズマ放
電を発生させて基体底面に当接させた測温用光センサー
を介して基体温度を測定した。
ーを、第１図構造の熱プラズマトーチに設置した。つい
で、直径２０ｎ＋、厚さ２０１１ｍのモリフデン基体を
凹部に嵌入セットし、次の条件により高周波プラズマ放
電を発生させて基体底面に当接させた測温用光センサー
を介して基体温度を測定した。
プラズマ入力電カニ４ｓＫｗ
アルゴンガス流量：５０１／■ｉｎ。
水素ガス流量： ５１ ／ｍｉｎ。
ワークコイルと基体間の距離＝５ＣＩ１１冷却水の流量
： ６１ ／＋ｉｎ。
： ６１ ／＋ｉｎ。
冷却水の水温：２１°Ｃ
各基体ホルダー凹部面の接触面積と基体温度との関係を
、第４図に示した。
、第４図に示した。
第４図のグラフから、基体温度は基体とホルダー面との
接触面積が増すに従って直線的に低下することが判明す
る。
接触面積が増すに従って直線的に低下することが判明す
る。
［発明の効果］
以上のとおり、本発明に従えば基体および／または凹部
の接触面に刻設する微小溝の度合で接触面積を制御する
ことにより、一定のプラズマ条件における基体温度を所
望のレヘルに調整することができる。
の接触面に刻設する微小溝の度合で接触面積を制御する
ことにより、一定のプラズマ条件における基体温度を所
望のレヘルに調整することができる。
したがって、熱プラズマによりダイヤモンド膜の気相析
出をおこなう際、常にプラズマ条件に最適な基体温度に
調整することができるから、高品位ダイヤモンド膜の効
率的な析出成長が可能となる。
出をおこなう際、常にプラズマ条件に最適な基体温度に
調整することができるから、高品位ダイヤモンド膜の効
率的な析出成長が可能となる。
第１図は本発明に用いる熱プラズマトーチを示した全体
概略断面図、第２図および第３図は本発明に用いる基体
ホルダーを示した拡大断面図、第４図は実施例における
接触面積と基体温度との関係を示したグラフである。 １・・・高周波電源 ２・・・ワークコイル３
・・・反応ガス供給装置 ４．５．６．７・・・バルフ ９・・・基体 １１・・・排気装置 １３・・・凹部 １５・・・水冷ジャケット ８・・・ノズル筒 １０・・・ホルダ １２・・・プラズマ発生室 １４・・・微小溝 １６・・・測温用光センサ 第１図
概略断面図、第２図および第３図は本発明に用いる基体
ホルダーを示した拡大断面図、第４図は実施例における
接触面積と基体温度との関係を示したグラフである。 １・・・高周波電源 ２・・・ワークコイル３
・・・反応ガス供給装置 ４．５．６．７・・・バルフ ９・・・基体 １１・・・排気装置 １３・・・凹部 １５・・・水冷ジャケット ８・・・ノズル筒 １０・・・ホルダ １２・・・プラズマ発生室 １４・・・微小溝 １６・・・測温用光センサ 第１図
Claims (1)
- １．熱プラズマトーチを用いて合成ダイヤモンドを気相
析出するにあたり、基体ホルダーの上面に基体が嵌入す
る凹部を穿設し、前記基体および／または凹部の接触面
に相互間の接触面積を可変するための微小溝を刻設する
ことを特徴とするダイヤモンド析出用基体の温度調整法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19988990A JPH0483795A (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | ダイヤモンド析出用基体の温度調整法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19988990A JPH0483795A (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | ダイヤモンド析出用基体の温度調整法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483795A true JPH0483795A (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16415296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19988990A Pending JPH0483795A (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | ダイヤモンド析出用基体の温度調整法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0483795A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0664346A1 (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-26 | General Electric Company | Apparatus for chemical vapor deposition of diamond |
-
1990
- 1990-07-26 JP JP19988990A patent/JPH0483795A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0664346A1 (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-26 | General Electric Company | Apparatus for chemical vapor deposition of diamond |
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