JPH05270982A

JPH05270982A - ダイヤモンド膜の製造方法

Info

Publication number: JPH05270982A
Application number: JP7143592A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Katsumata; 聡勝又
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-10-19

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、グラファイトやダイヤモ
ンド状炭素等の非ダイヤモンド成分のない高品質のダイ
ヤモンドを密着性良く合成する方法を提供することを目
的とする。【構成】この発明のダイヤモンド膜の製造方法は、負
の電圧を印加した基板に熱フィラメントＣＶＤ処理を
し、次いで、基板に正の電圧を印加しつつ電子衝撃ＣＶ
Ｄ法を用いて基板表面にダイヤモンド膜を形成すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はダイヤモンド膜の合成
法に関し、さらに詳しく言うと、基板上にグラファイト
やＤＬＣ（ダイヤモンド状炭素質）等の不要な不純物の
少ない、高品質で、しかも品質の一定したダイヤモンド
膜を効率よく形成することができ、密着性に優れた高性
能のダイヤモンド被覆部材（たとえば、切削工具、研磨
工具等のダイヤモンド工具類や耐摩耗性部材等）や高特
性のダイヤモンド半導体素子等の電子・電気材料などの
製造、あるいは、高品質のダイヤモンドの製造など各種
のダイヤモンド利用素材もしくはダイヤモンド利用製品
の製造分野に好適なダイヤモンドの合成法に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ダイヤモ
ンドは、硬度、耐摩耗性が高いので、切削や研磨などの
工具用等として多用されている。また、電気的性質にお
いても優れた特性を有することから半導体デバイスの素
材等としても有望視されている。このような用途に工業
的に対応するには、高価な天然のダイヤモンドに依存せ
ずに合成ダイヤモンドを利用する必要があり、そのた
め、高品質のダイヤモンドを一定の品質を維持しながら
量産化する技術の開発が強く要求されている。

【０００３】このように、近年においては、合成ダイヤ
モンドを利用する傾向が増加してきており、これに合わ
せてダイヤモンドの合成法の開発および改善はますます
重要となってきている。特に、ダイヤモンドを各種の基
板上にＣＶＤ法等の気相合成法によって薄膜として形成
させる技術の研究が盛んに行われており、この気相合成
法によって得たダイヤモンド被覆部材を切削工具、研磨
工具、摺動部材等として、あるいは、半導体デバイス等
として実用化するための技術開発が進められている。こ
の気相合成法によると製造コストの低減及び量産化が期
待できる。

【０００４】しかしながら、気相合成法によって得られ
るダイヤモンド膜には、通常、グラファイトやＤＬＣ
（ダイヤモンド状炭素質）といったダイヤモンド以外の
炭素質成分が含まれていることが多く、そのために、品
質が低下したり、一定にならないなどの問題点がある。
また、基材の表面とダイヤモンド被膜とは、一般に密着
性が悪い。それ故に、この密着性を向上させるために様
々な提案がなされている。一方、生産性を向上させるに
はダイヤモンド膜の形成を容易にするための工夫を要す
る。従来法では、下記に示すように、これらの点を十分
に解決するにいたっていない。

【０００５】基板上に気相合成法によりダイヤモンド膜
を形成するにあたっては、基板にそのままではダイヤモ
ンド膜を密着性良く形成することができないので、機械
的な方法、たとえば、ダイヤモンド砥粒などを用いて傷
付け処理をする、あるいは有機溶媒例えばアセトン中に
ダイヤモンド砥粒を懸濁する懸濁液に基板を浸漬しつつ
超音波を照射するなどの所謂傷付け処理をし、基板上に
ダイヤモンド初期核の成長点を生成させ、ダイヤモンド
膜を形成するのが一般的である。ところが、このような
傷付け処理をする方法は、基板を一旦前記懸濁液中に浸
漬し、その後洗浄、乾燥といった機械的処理を繰り返さ
なければならないので、ダイヤモンド膜の工業的製造と
いう観点からは不利なプロセスであり、しかもダイヤモ
ンドの生成効率がなお不十分であるなどの理由によっ
て、工業的な生産法としては不満足であり、また、得ら
れる製品も一定の品質を維持し難いという問題がある。

【０００６】これを改良する方法として、基板に負のバ
イアス電圧を印加し、高濃度のメタンを含むメタンと水
素の混合ガスを用いてプラズマ処理し、高密度にダイヤ
モンド核を生成させる方法が提案されている［Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５８（１０），１０３６−
１０３８（１９９１）］。しかしながら、この従来法で
は、ダイヤモンドの合成条件が最適でないため、結合力
の弱い炭素すなわちグラッシーカーボン等が析出するの
でダイヤモンドの結晶性が低く、しかも基板に対する密
着性が悪い。また、水素プラズマを基板の表面に接触さ
せる前処理方法も知られていはいるが、この前処理だけ
では十分なダイヤモンド初期核の形成を期待することが
できない。

【０００７】この発明は、前記事情を改善するためにな
されたものである。この発明の目的は、各種の基板の面
上にグラファイトやＤＬＣ（ダイヤモンド状炭素質）等
の不純物の少ない高品質のダイヤモンド膜を、高いダイ
ヤモンド初期核の発生密度をもって形成し、基板に対す
る密着性の高いダイヤモンド膜を容易に量産することが
できるなどの利点を有する、ダイヤモンドの合成法を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項１に記載の発明は、負の電圧を印加した基板に
熱フィラメントＣＶＤ処理をし、次いで、基板に正の電
圧を印加しつつ電子衝撃ＣＶＤ法を用いて基板表面にダ
イヤモンド膜を形成することを特徴とするダイヤモンド
膜の製造方法であり、請求項２に記載の発明は、前記熱
フィラメントＣＶＤ処理の後に水素プラズマ処理を行
い、この熱フィラメントＣＶＤ処理と水素プラズマ処理
とを交互に少なくとも２回以上繰り返す前記請求項１に
記載のダイヤモンド膜の製造方法である。

【０００９】この発明においては、基本的には、（１）
負の電圧を印加した基板に熱フィラメントＣＶＤ処理を
する工程と（２）基板に正の電圧を印加しつつ電子衝撃
ＣＶＤ法によりダイヤモンド膜を合成する工程とを有す
る。以下に各工程について説明する。

【００１０】（１）負の電圧を印加した基板に熱フィラ
メントＣＶＤ処理をする工程この発明の方法において使用される基板は、基板に負の
電圧を印加するのであるからこの基板が陰極になり得る
ような導電性材料である限り特に制限がない。また、こ
の基板は、室温において絶縁性であったとしても、処理
温度において導電性を有していれば良い。

【００１１】具体的には、たとえば、シリコン、ゲルマ
ミウム、ガリウム、アルミニウム、銅、クロム、コバル
ト、アンチモン、タングステン、モリブデン、チタン、
金、白金、イリジウム、テルル、セレン、ホウ素等の単
体金属もしくは合金類を使用することができ、目的とす
るデバイス等の製品の構成等に応じて適宜に選択するこ
とができる。

【００１２】たとえば、この発明の方法によって得られ
たダイヤモンド膜付き基板を半導体材料として使用する
場合には、基板材料として、シリコン、ゲルマニウム、
炭化ケイ素、窒化ホウ素、ガリウム・ヒ素などを例示す
ることができる。また、この発明の方法によって得られ
たダイヤモンド膜付き基板を切削工具として使用するの
であれば、窒化ケイ素系セラミックス、アルミナ系セラ
ミックス、炭化タングステン系セラミックス、炭化ケイ
素系セラミックス、サーメット等を挙げることができ
る。

【００１３】この工程では、熱フィラメントＣＶＤ処理
として、負の電圧を印加した基板に相対向して配置され
た加熱体に、炭素含有化合物を少なくとも含有する原料
ガスを接触させてこの原料ガスを励起し、この励起ガス
を基板に接触させる工程を挙げることができる。

【００１４】ここで、負の電圧を印加した基板に相対向
して配置された加熱体としては、原料ガスを十分に熱分
解することのできる限り特に制限がないのであるが、次
の工程である電子衝撃ＣＶＤ法を用いてダイヤモンド膜
を合成することを考慮すると、加熱体としては熱電子放
射体であることが望ましい。というのは、図１に示すよ
うに、基板１に相対向した熱電子放射体２と、この基板
１に正または負の電圧を印加する電源３と、前記原料ガ
スおよびダイヤモンド合成に必要な炭素源ガスを導入す
るガス導入手段４と、反応系を所定の減圧にすることの
できる減圧手段５とを備えたＣＶＤ装置を用いて、熱フ
ィラメントＣＶＤ処理とダイヤモンド合成処理とを連続
的に行うことができるようになり、工業的製造法として
極めて有利なプロセスになるからである。なお、図１に
おいて、ＳＷ₁ は第一のスイッチであり、ＳＷ₂ は第二
のスイッチであり、６で示すのは前記熱電子放射体２を
通電により加熱するための電源である。

【００１５】この熱電子放射体としては、例えばタング
ステンフィラメント、トリウム含有タングステンフィラ
メント等を挙げることができる。この熱電子放射体の温
度としては、少なくとも励起状態の炭化水素を生成させ
るに必要な温度であれば良く、通常１，０００℃以上、
好ましくは２，０００℃以上であって２，８００℃まで
の適宜の温度を挙げることができる。熱電子放射体の温
度をこのような温度にまで上昇させるために、通常、こ
の熱電子放射体に所定の電流が通電される。

【００１６】前記原料ガスとしては、少なくとも炭素含
有化合物を単独で、あるいは炭素含有化合物と水素、窒
素、酸素および稀ガスからなる群から選択される少なく
とも一種のガスとを含む混合ガスであれば、一般的なダ
イヤモンド合成用ガスとして常用されるもの、あるいは
使用可能なものを使用することができる。

【００１７】前記炭素含有化合物としては、各種炭化水
素類（具体的には、たとえば、メタン、エタン、プロパ
ン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等のアルカン類、エチ
レン、プロピレン、ブテン、ペンテン等のアルケン類、
ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、シクロペンタ
ン、シクロヘキサン等のシクロアルカン類など多種多様
の炭化水素類）、含酸素炭化水素類（具体的には、たと
えば、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレ
ングリコール、ベンジルアルコール等のアルコ−ル類、
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ア
セトフェノン等のケトン類、酢酸、プロピオン酸等のカ
ルボン酸類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テ
トラヒドロフラン等のエーテル類など多種多様の酸素含
有炭化水素類）、ＣＯ、ＣＯ₂ など様々な炭素含有化合
物を挙げることができる。なお、これらの中でも、特に
好ましいものとして、たとえば、メタン、メタノール、
アセトン、ＣＯなどを例示することができる。なお、こ
れらは一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合する
などして併用してもよい。

【００１８】前記炭素含有化合物と水素との混合ガスを
使用する場合、その混合ガスとしては、炭化水素類と水
素との混合ガス、特に炭素数が１〜４であるアルカン類
と水素との混合ガス、さらにはメタンと水素との混合ガ
スが好ましい。前記炭素含有化合物と水素との混合ガス
を使用する場合、混合ガス全体に対する炭素含有化合物
は０．０５〜９９容量％、好ましくは０．１〜８０容量
％の割合になっているのが望ましい。混合ガス中の炭素
含有化合物の割合が前記範囲にあると、ダイヤモンド初
期核の発生密度を著しく増大させることができて好まし
い。

【００１９】この熱フィラメントＣＶＤ処理を行うに際
しては、たとえば、基板を取り巻く環境内の圧力を１０
^-3〜１０³ Ｔｏｒｒの範囲、好ましくは０．１〜７６０
Ｔｏｒｒ、基板温度を室温〜１，２００℃の範囲、好ま
しくは室温〜１，１００℃の範囲に選定することによっ
て好適に行うことができる。特に、基板を前記温度範囲
に加熱することにより、励起ガスが基板に接触するとき
に黒鉛の生成を抑制し、最終的には不純物のないダイヤ
モンド膜を形成することができるようになる。

【００２０】前記基板に印加する負の電圧としては、た
とえば、直流電圧が−５００〜−５Ｖの範囲、好ましく
は−４００〜−２０Ｖの範囲になるようにする。この発
明の方法においては、前記熱フィラメントＣＶＤ処理を
行ってから、次に電子衝撃ＣＶＤ法を利用して基板表面
にダイヤモンド膜を合成しても良いのであるが、前記熱
フィラメントＣＶＤ処理の後に水素プラズマ処理を行
い、この熱フィラメントＣＶＤ処理と水素プラズマ処理
とを交互に少なくとも１回、好ましくは２回以上繰り返
してから、電子衝撃ＣＶＤ法を利用してダイヤモンド膜
を合成するのが好ましい。

【００２１】このように水素プラズマ処理とを組み合わ
せるときには、熱フィラメントＣＶＤ処理をする時間
は、１回当たり、通常１秒〜３０分である。一方、水素
プラズマ処理に使用される水素ガスとしては特に限定は
ないのであるが、通常、高純度に精製した水素ガスが使
用される。又、前述した熱フィラメントＣＶＤ処理にお
いて水素ガスが使用されるときには、その水素ガスを引
き続き使用することもできる。

【００２２】水素ガスをプラズマ化する前記水素プラズ
マ処理の手法としては、特に制限はなく、一般的なダイ
ヤモンドあるいはダイヤモンド膜の気相合成法に利用さ
れるプラズマ化法など各種の方法によるプラズマ処理法
が適用可能である。具体的には、たとえば、マイクロ波
プラズマ法、高周波プラズマ法、熱フィラメント法、Ｅ
ＣＲ法等、あるいこれらの組み合わせ法などを挙げるこ
とができる。これらの中でも、特に、マイクロ波プラズ
マ法によるプラズマ処理法等が好適に採用される。この
水素プラズマ処理の反応条件としては、前記熱フィラメ
ントＣＶＤ処理における条件とほぼ同様である。水素プ
ラズマ処理をする時間は、一回の処理当たり、通常１秒
〜３０分である。

【００２３】この発明の方法においては、前述した熱フ
ィラメントＣＶＤ処理と水素プラズマ処理とを交互に繰
り返す好適な態様として、例えば、処理系に水素ガスを
継続して流通させておき、炭素含有化合物のガス、ある
いは炭素含有化合物と水素などの混合ガスを一定流量で
処理系に一定時間毎に断続して流通させると共に炭素含
有化合物のガスあるいは炭素含有化合物と水素などの混
合ガスを流通させるのに同期して処理系内の基板に負バ
イアスを印加することを挙げることができる。この態様
においては、炭素含有化合物と水素との混合ガスを用い
る場合、混合ガス中の炭素含有化合物ガスの流通をＯＮ
／ＯＦＦし、基板に対する負バイアス電圧のＯＮ／ＯＦ
Ｆを制御するだけで良いので、操作が簡便である。

【００２４】以上のようにして、基板に熱フィラメント
ＣＶＤ処理、あるいは熱フィラメントＣＶＤ処理と水素
プラズマ処理とを施すことによって、基板にダイヤモン
ド初期核を高密度に効率よく生成させることができ、こ
れによって、ダイヤモンド膜の実質的な生成速度を著し
く向上させることができる。

【００２５】（２）基板に正の電圧を印加しつつ電子衝
撃ＣＶＤ法によりダイヤモンド膜を合成する工程この発明では、基材表面につき上記した熱フィラメント
ＣＶＤ処理、あるいは熱フィラメントＣＶＤ処理と水素
プラズマ処理とを交互に少なくとも１回繰り返してか
ら、正の電圧を印加した基材表面に電子衝撃ＣＶＤ法に
より炭素源ガスを用いてダイヤモンドを形成する。

【００２６】この発明の方法においては、基板に印加す
る正の電圧としては、通常５〜５００Ｖの範囲、好まし
くは１０〜５００Ｖの範囲から適宜に選択される。この
発明の方法においては、図１にその原理を示すＣＶＤ装
置を使用するのであれば、前述した熱フィラメントＣＶ
Ｄ処理の後に引き続いて、基板に印加する電圧を負から
正に切り替えることにより、図１に示す熱フィラメント
ＣＶＤ装置から基板をあらためて取り出してダイヤモン
ド合成装置に基板を装填する必要がなく、電子衝撃ＣＶ
Ｄ法によって、ダイヤモンド膜を形成することができる
ので、極めて便利である。

【００２７】この発明の方法における電子衝撃ＣＶＤ法
は、通常の電子衝撃ＣＶＤ法を適用することができる。
具体的には、例えば、図１に示すＣＶＤ装置において、
基板に正の電圧を印加し、この基板と熱電子放射体との
間に炭素源ガスを導入し、熱電子放射体を加熱すること
により発生する電子と前記炭素源ガスとの相互作用によ
りこの炭素源ガスを効率良く活性化してプラズマ状態に
し、このプラズマ状態の炭素源ガスを基板に接触させる
ことにより基板上にダイヤモンド膜を形成することがで
きる。

【００２８】この場合、正の電圧を印加した基板と熱電
子放射体との間における電子電流密度は通常、０．５〜
１００ｍＡ／ｃｍ² である。このような電子電流密度の
範囲で熱電子を基板表面に衝撃させると、熱電子により
励起されプラズマ状態になった炭素源ガスが基板に接触
するのと相俟って、ダイヤモンド初期核の発生密度を高
めることができ、密着性の高いダイヤモンド膜を高速で
形成することができる。

【００２９】上記炭素源ガスとしては、例えば、メタ
ン、エタン、プロパン、ブタン等のパラフィン系炭化水
素；エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィン系
炭化水素；アセチレン、アリレン等のアセチレン系炭化
水素；ブタジエン、アレン等のジオレフィン系炭化水
素；シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、
シクロヘキサン等の脂環式炭化水素；シクロブタジエ
ン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン等の芳
香族炭化水素；アセトン、ジエチルケトン、ベンゾフェ
ノン等のケトン類；メタノール、エタノール等のアルコ
ール類；このほかの含酸素炭化水素；トリメチルアミ
ン、トリエチルアミン等のアミン類；このほかの含窒素
炭化水素；炭酸ガス、一酸化炭素、過酸化炭素；さら
に、単体ではないが、ガソリン等の消防法危険物第４
類、第１類、ケロシン、テレピン油、しょうのう油等の
第２石油類、重油等の第３石油類、ギヤー油、シリンダ
ー油等の第４石油類も使用することができる。また前記
各種の化合物を混合して使用することもできる。

【００３０】これらの中でも、好ましいのはメタン、エ
タン、プロパン等のパラフィン系炭化水素、エタノー
ル、メタノール等のアルコール類、アセトン、ベンゾフ
ェノン等のケトン類、トリメチルアミン、トリエチルア
ミン等のアミン類、炭酸ガス、一酸化炭素であり、特に
メタンおよび一酸化炭素が好ましい。

【００３１】なお、これらは一種単独で用いても良く、
二種以上を混合ガス等として併用してもよい。また、こ
れらは水素等の活性ガスやヘリウム、アルゴン、ネオ
ン、キセノン、窒素等の不活性ガスと混合して用いても
良い。

【００３２】ダイヤモンドの薄膜の形成条件としては、
特に制限はなく、前記の気相合成法に通常用いられる反
応条件を適用することができる。例えば、反応圧力とし
ては、通常、１０^-6〜１０³ Ｔｏｒｒが好ましく、特に
１〜８００Ｔｏｒｒの範囲内であるのが好ましい。

【００３３】反応圧力が１０^-6Ｔｏｒｒよりも低い場合
には、ダイヤモンドの薄膜の形成速度が遅くなることが
ある。また、１０³ Ｔｏｒｒより高い場合には、１０³
Ｔｏｒｒの時に得られる効果に比べて、それ以上の効果
がない。前記基材の表面温度としては、前記炭素源ガス
の活性化手段等により異なるので、一概に規定すること
はできないが、通常、室温〜１，２００℃、好ましく
は、４５０〜１，１００℃の範囲内にするのがよい。

【００３４】この温度が室温よりも低い場合には、結晶
性のダイヤモンド薄膜の形成が不十分になることがあ
る。また、温度が１，２００℃を超える場合において
は、形成されたダイヤモンドのエッチングが優先し、ダ
イヤモンドが生成しないこともある。反応時間として
は、特に限定はなく、ダイヤモンドの薄膜が所望の厚み
となるように、ダイヤモンドの薄膜の形成速度に応じて
適宜に設定するのが好ましい。

【００３５】形成させる前記ダイヤモンド膜の膜厚は、
使用目的等に応じて適宜適当な膜厚にすればよく、この
意味で特に制限はないが、通常は、０．２〜１００μｍ
の範囲に選定するのがよい。この膜厚が、あまり薄すぎ
ると、ダイヤモンド膜による被覆効果が十分に得られな
いことがあり、一方、あまり厚すぎると、使用条件によ
っては、ダイヤモンド膜の剥離等の離脱が生じることが
ある。以上のようにしてダイヤモンドを形成することに
よって、基材とダイヤモンドとの密着性を著しく向上さ
せることができ、高性能のダイヤモンド被覆部材を得る
ことができる。

【００３６】また、この発明の方法によると、各種の基
板上に高純度のダイヤモンド（すなわち、高品質のダイ
ヤモンド膜）を効率よく形成させることができる。ま
た、この方法によると、品質のばらつきもなく、品質の
一定した高品質のダイヤモンドもしくはダイヤモンド被
覆部材等のダイヤモンド利用製品が得られる。さらに、
この方法は、ダイヤモンドもしくはその製品の量産化が
極めて容易であるなどの利点も有しており、ダイヤモン
ドおよび各種のダイヤモンド利用製品の製造として、工
業的に著しく有利な方法である。

【００３７】

【実施例】以下、この発明の実施例およびその比較例に
よってこの発明をより具体的に説明するが、この発明は
これらの実施例に限定されるものではない。（実施例１）図１に示すように、基板１に相対向した熱
電子放射体２と、この基板１に正または負の電圧を印加
する電源３と、前記原料ガスおよびダイヤモンド合成に
必要な炭素源ガスを導入するガス導入手段４と、反応系
を所定の減圧にすることのできる減圧手段５とを、基本
的に備えたＣＶＤ装置を使用した。この実施例の場合、
熱電子放射体２は０．５ｍｍφのタングステンフィラメ
ントであり、減圧手段５としては、ターボ分子ポンプと
ロータリーポンプとで構成されている。

【００３８】基板としての鏡面研磨されたシリコンウエ
ハを前記ＣＶＤ装置内に装填し、初めは１０^-6Ｔｏｒｒ
以下に真空排気した。ＣＶＤ装置内に、原料ガスとし
て、メタンガス２０ＳＣＣＭと、水素ガス５０ＳＣＣＭ
とを導入し、２０Ｔｏｒｒにした。次いで、この熱フィ
ラメントＣＶＤ処理を２分間かけて行った。

【００３９】その後に、前記のＣＶＤ装置から基板を取
り出さずに、基板に印加する電圧を＋１００Ｖに変更
し、メタンガスの流量を１ＳＣＣＭに、また水素ガスの
流量を９０ＳＣＣＭに変更し、電子衝撃ＣＶＤ処理を２
時間かけて行うことにより基板の表面にダイヤモンド膜
を形成した。なお、この電子衝撃ＣＶＤ処理において
は、タングステンフィラメントから基板に流れる電子電
流密度は１０ｍＡ／ｃｍ²であった。

【００４０】上記のようにしてダイヤモンドの合成を行
った結果、基板上に約１．９μｍのダイヤモンド膜が形
成されていることをラマンスペクトル測定およびＳＥＭ
による観察等によって確認した。すなわち、ＳＥＭによ
る観察によってダイヤモンドである自形の明確な微結晶
の緻密な集合体が認められ、明確なダイヤモンド膜が形
成されていることを確認した。一方、ラマンスペクトル
測定により、電界処理を行った部分に成長した結晶部位
の測定を行ったところ１，３３３ｃｍ^-1のピークが観察
され該結晶がダイヤモンドであることを確認することが
できた。

【００４１】（比較例１）前記実施例１において、基板
に負の電圧を印加して行う熱フィラメントＣＶＤ処理を
行わなかった外は、前記実施例１と同様に実施した。そ
の結果、基板には、ほとんど何も形成されなかった。Ｓ
ＥＭによる観察ではところどころにダイヤモンドと考え
られる粒子が点在するだけであった。

【００４２】（実施例２）前記実施例１において、熱フ
ィラメント処理を行った後に、メタンガスの供給を停止
し水素を１００ＳＣＣＭの流量で供給することにより水
素プラズマ処理を３分間行い、その後に電子衝撃ＣＶＤ
処理を実施することの外は前記実施例１と同様に実施し
た。

【００４３】上記のようにしてダイヤモンドの合成を行
った結果、基板上に約１．７μｍのダイヤモンド膜が形
成されていることをラマンスペクトル測定およびＳＥＭ
による観察等によって確認した。すなわち、ＳＥＭによ
る観察によって、ダイヤモンドである自形の明確な、前
記実施例１におけるよりも結晶性の良好なダイヤモンド
膜が形成されていることを確認した。一方、ラマンスペ
クトル測定により、電界処理を行った部分に成長した結
晶部位の測定を行ったところ１，３３３ｃｍ^-1のピーク
が観察され該結晶がダイヤモンドであることを確認する
ことができた。

【００４４】

【発明の効果】この発明によると、同一のＣＶＤ装置を
使用して、ダイヤモンド初期核を形成させる前処理工程
とダイヤモンドを合成する工程とを連続して実行するこ
とができ、高密度のダイヤモンド初期核を形成すること
ができ、不純物のない高純度のダイヤモンド膜を密着性
良く形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の方法を実施する一例としての
ＣＶＤ装置を示す概略説明図である。

【符号の簡単な説明】

１基板２熱電子放射体３電源４ガス導入手段５減圧手段

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【手続補正書】

【提出日】平成４年３月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負の電圧を印加した基板に熱フィラメン
トＣＶＤ処理をし、次いで、基板に正の電圧を印加しつ
つ電子衝撃ＣＶＤ法を用いて基板表面にダイヤモンド膜
を形成することを特徴とするダイヤモンド膜の製造方
法。
【請求項２】前記熱フィラメントＣＶＤ処理の後に水
素プラズマ処理を行い、この熱フィラメントＣＶＤ処理
と水素プラズマ処理とを交互に少なくとも２回以上繰り
返す前記請求項１に記載のダイヤモンド膜の製造方法。