JPH05279854A - ダイヤモンド膜の形成方法 - Google Patents
ダイヤモンド膜の形成方法Info
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- JPH05279854A JPH05279854A JP7959292A JP7959292A JPH05279854A JP H05279854 A JPH05279854 A JP H05279854A JP 7959292 A JP7959292 A JP 7959292A JP 7959292 A JP7959292 A JP 7959292A JP H05279854 A JPH05279854 A JP H05279854A
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- JP
- Japan
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- diamond
- film
- diamond film
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- forming
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 基体表面に気相合成法によってダイヤモンド
膜を形成する場合に、基体表面とダイヤモンド膜との密
着性を高める。また、ダイヤモンド膜を緻密かつ平坦に
形成する。 【構成】 基体１の表面に、炭素化合物をイオン化蒸着
してダイヤモンド状炭素膜３を形成する(パターン化し
てダイヤモンド状炭素膜３′とする。)。この後、気相
合成法によってダイヤモンド膜４を形成する。
膜を形成する場合に、基体表面とダイヤモンド膜との密
着性を高める。また、ダイヤモンド膜を緻密かつ平坦に
形成する。 【構成】 基体１の表面に、炭素化合物をイオン化蒸着
してダイヤモンド状炭素膜３を形成する(パターン化し
てダイヤモンド状炭素膜３′とする。)。この後、気相
合成法によってダイヤモンド膜４を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はダイヤモンド膜の形成
方法に関し、より詳しくは、半導体材料,電子部品材料,
電化部品材料として、或いは工具などの被覆材として気
相合成法によってダイヤモンド膜を形成する方法に関す
る。
方法に関し、より詳しくは、半導体材料,電子部品材料,
電化部品材料として、或いは工具などの被覆材として気
相合成法によってダイヤモンド膜を形成する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】最近、気相合成法によって低温・低圧下
でダイヤモンド膜が形成可能となった。この膜は、天然
ダイヤモンド膜と同様に高硬度,耐食性,高熱伝導性,高
絶縁性を示し、また、半導体として、不純物導入により
広波長帯域で光吸収,発光を示すことから、数多くの分
野で応用が期待されている。従来、基体表面に気相合成
法によってダイヤモンド膜を形成する場合、基体表面を
予めダイヤモンド粒子で傷付けるなどの前処理を行って
から形成していた。気相合成法では基体表面での核発生
密度が小さいことから、できるだけ核を増やしておくた
めである。
でダイヤモンド膜が形成可能となった。この膜は、天然
ダイヤモンド膜と同様に高硬度,耐食性,高熱伝導性,高
絶縁性を示し、また、半導体として、不純物導入により
広波長帯域で光吸収,発光を示すことから、数多くの分
野で応用が期待されている。従来、基体表面に気相合成
法によってダイヤモンド膜を形成する場合、基体表面を
予めダイヤモンド粒子で傷付けるなどの前処理を行って
から形成していた。気相合成法では基体表面での核発生
密度が小さいことから、できるだけ核を増やしておくた
めである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記形
成方法では、上記前処理を行っても核発生密度が充分で
ないため、ダイヤモンドの個々の粒子が大きく成長して
しまう。したがってダイヤモンド膜も凹凸になるため、
ダイヤモンド膜を応用する上で制約が多いという問題が
ある。また、基体表面が炭化物を作りにくい素材または
熱膨張率がダイヤモンドと著しく異なる素材である場合
には、基体表面とダイヤモンド膜との密着性が不十分と
なり、剥離しやすいという問題がある。
成方法では、上記前処理を行っても核発生密度が充分で
ないため、ダイヤモンドの個々の粒子が大きく成長して
しまう。したがってダイヤモンド膜も凹凸になるため、
ダイヤモンド膜を応用する上で制約が多いという問題が
ある。また、基体表面が炭化物を作りにくい素材または
熱膨張率がダイヤモンドと著しく異なる素材である場合
には、基体表面とダイヤモンド膜との密着性が不十分と
なり、剥離しやすいという問題がある。
【０００４】そこで、この発明の目的は、基体表面とダ
イヤモンド膜との密着性を高めることができ、しかも、
ダイヤモンド膜を緻密かつ平坦に形成できるダイヤモン
ド膜の形成方法を提供することにある。
イヤモンド膜との密着性を高めることができ、しかも、
ダイヤモンド膜を緻密かつ平坦に形成できるダイヤモン
ド膜の形成方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のダイヤモンド膜の形成方法は、所定の基
体表面に気相合成法によってダイヤモンド膜を成長する
ダイヤモンド膜の形成方法であって、上記ダイヤモンド
膜を成長する前に、上記基体表面にダイヤモンド状炭素
膜を形成することを特徴としている。
め、この発明のダイヤモンド膜の形成方法は、所定の基
体表面に気相合成法によってダイヤモンド膜を成長する
ダイヤモンド膜の形成方法であって、上記ダイヤモンド
膜を成長する前に、上記基体表面にダイヤモンド状炭素
膜を形成することを特徴としている。
【０００６】また、上記ダイヤモンド状炭素膜を、炭素
化合物をイオン化して蒸着することにより形成するのが
望ましい。
化合物をイオン化して蒸着することにより形成するのが
望ましい。
【０００７】また、上記ダイヤモンド状炭素膜を蒸着す
るとき、蒸着面に水素イオンを照射するのが望ましい。
るとき、蒸着面に水素イオンを照射するのが望ましい。
【０００８】
【作用】ダイヤモンド状炭素膜は非晶質成分とダイヤモ
ンド構造を有する成分とを含んでいる。このうち、非晶
質成分が基体表面とダイヤモンド膜との密着性を高め
る。一方、ダイヤモンド構造を有する成分が成長核とし
て働いて、この上に形成されるダイヤモンド膜の密度を
高め、緻密化および平坦化する。
ンド構造を有する成分とを含んでいる。このうち、非晶
質成分が基体表面とダイヤモンド膜との密着性を高め
る。一方、ダイヤモンド構造を有する成分が成長核とし
て働いて、この上に形成されるダイヤモンド膜の密度を
高め、緻密化および平坦化する。
【０００９】また、上記ダイヤモンド状炭素膜は、炭素
化合物をイオン化して蒸着することにより簡単に形成さ
れる。
化合物をイオン化して蒸着することにより簡単に形成さ
れる。
【００１０】さらに、上記ダイヤモンド状炭素膜を蒸着
するとき、蒸着面に水素イオンを照射する場合、照射量
を制御することによって、上記ダイヤモンド状炭素膜の
組成,結晶性などの膜質を膜厚方向に連続的に変化させ
ることが可能となる。
するとき、蒸着面に水素イオンを照射する場合、照射量
を制御することによって、上記ダイヤモンド状炭素膜の
組成,結晶性などの膜質を膜厚方向に連続的に変化させ
ることが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明のダイヤモンド膜の形成方法
を実施例により詳細に説明する。
を実施例により詳細に説明する。
【００１２】ダイヤモンド膜を形成すべき基体として
は、シリコン,ガリウムひ素などの半導体、タングステ
ン,モリブデンなどの金属、炭化ケイ素,窒化ケイ素など
のセラミックス、または、タングステンカーバイドなど
の超硬材料など、種々多様な材料が挙げられる。
は、シリコン,ガリウムひ素などの半導体、タングステ
ン,モリブデンなどの金属、炭化ケイ素,窒化ケイ素など
のセラミックス、または、タングステンカーバイドなど
の超硬材料など、種々多様な材料が挙げられる。
【００１３】第一に、シリコン基板にダイヤモンド膜を
形成する例について説明する。この例では、まず、図１
(a)に示すように、シリコン基板１上にフォトレジスト
２を所望のパターンに形成する。この上に、同図(b)に
示すように、ダイヤモンド状炭素膜３を形成する。この
ダイヤモンド状炭素膜３は、メタンガスをイオン源でイ
オン化して蒸着することにより形成する。次に、同図
(c)に示すように、フォトレジスト２を除去して、リフ
トオフ法により、上記ダイヤモンド状炭素膜３の一部
３′を基板表面に残す。この後、同図(d)に示すよう
に、マイクロ波ＣＶＤ(化学気相成長)法により、基板１
上にダイヤモンド膜４を成長する。このとき、ダイヤモ
ンド膜４はダイヤモンド状炭素膜３′上に選択的に成長
することから、パターン化されたダイヤモンド膜４を得
ることができる。
形成する例について説明する。この例では、まず、図１
(a)に示すように、シリコン基板１上にフォトレジスト
２を所望のパターンに形成する。この上に、同図(b)に
示すように、ダイヤモンド状炭素膜３を形成する。この
ダイヤモンド状炭素膜３は、メタンガスをイオン源でイ
オン化して蒸着することにより形成する。次に、同図
(c)に示すように、フォトレジスト２を除去して、リフ
トオフ法により、上記ダイヤモンド状炭素膜３の一部
３′を基板表面に残す。この後、同図(d)に示すよう
に、マイクロ波ＣＶＤ(化学気相成長)法により、基板１
上にダイヤモンド膜４を成長する。このとき、ダイヤモ
ンド膜４はダイヤモンド状炭素膜３′上に選択的に成長
することから、パターン化されたダイヤモンド膜４を得
ることができる。
【００１４】上記ダイヤモンド状炭素膜３′は非晶質成
分とダイヤモンド構造を有する成分とを含んでいる。こ
のうち、非晶質成分が基板１表面とダイヤモンド膜４と
の密着性を高める。一方、ダイヤモンド構造を有する成
分が成長核として働いて、この上に形成されるダイヤモ
ンド膜４の密度を高め、緻密化および平坦化する。した
がって、基板１表面との密着性が良く、緻密で、かつ、
平坦なダイヤモンド膜４を形成することができる。
分とダイヤモンド構造を有する成分とを含んでいる。こ
のうち、非晶質成分が基板１表面とダイヤモンド膜４と
の密着性を高める。一方、ダイヤモンド構造を有する成
分が成長核として働いて、この上に形成されるダイヤモ
ンド膜４の密度を高め、緻密化および平坦化する。した
がって、基板１表面との密着性が良く、緻密で、かつ、
平坦なダイヤモンド膜４を形成することができる。
【００１５】第二に、タングステンカーバイド超硬合金
製工具の表面をダイヤモンド膜で被覆する例について説
明する。この例では、図２に示すように、タングステン
カーバイド超硬合金製工具５を２つのイオン源７,８を
有する合成装置にセットする。一方のイオン源７でエチ
レンガスをイオン化して、図３に示すように、工具表面
５aにダイヤモンド状炭素膜６を蒸着する。同時に、図
２に示す他方のイオン源８でイオン化した水素イオンを
蒸着面５aに照射する。これにより、ダイヤモンド状炭
素膜６中の非晶質成分を制御(低減)する。すなわち、図
３に示すダイヤモンド状炭素膜６の工具表面側の部分６
aを成長する時(成長初期)には、水素イオンの照射量を
少なくすることによって非晶質成分を多くして、工具表
面５aとの密着性を高める。成長が進むにつれて水素イ
オンの照射量を増やしてダイヤモンド核発生密度を大き
くする。この後、熱フィラメントＣＶＤ法により、ダイ
ヤモンド膜９を成長する。ダイヤモンド状炭素膜６の表
面側のダイヤモンド核発生密度を大きくしているので、
緻密なダイヤモンド膜９を形成することができる。な
お、熱フィラメントＣＶＤ法は、複雑な形状の対象物に
均一にダイヤモンド膜を成長するのに適した方法であ
る。
製工具の表面をダイヤモンド膜で被覆する例について説
明する。この例では、図２に示すように、タングステン
カーバイド超硬合金製工具５を２つのイオン源７,８を
有する合成装置にセットする。一方のイオン源７でエチ
レンガスをイオン化して、図３に示すように、工具表面
５aにダイヤモンド状炭素膜６を蒸着する。同時に、図
２に示す他方のイオン源８でイオン化した水素イオンを
蒸着面５aに照射する。これにより、ダイヤモンド状炭
素膜６中の非晶質成分を制御(低減)する。すなわち、図
３に示すダイヤモンド状炭素膜６の工具表面側の部分６
aを成長する時(成長初期)には、水素イオンの照射量を
少なくすることによって非晶質成分を多くして、工具表
面５aとの密着性を高める。成長が進むにつれて水素イ
オンの照射量を増やしてダイヤモンド核発生密度を大き
くする。この後、熱フィラメントＣＶＤ法により、ダイ
ヤモンド膜９を成長する。ダイヤモンド状炭素膜６の表
面側のダイヤモンド核発生密度を大きくしているので、
緻密なダイヤモンド膜９を形成することができる。な
お、熱フィラメントＣＶＤ法は、複雑な形状の対象物に
均一にダイヤモンド膜を成長するのに適した方法であ
る。
【００１６】このようにして、工具５を被覆した場合、
ダイヤモンド状炭素膜６を介して、ダイヤモンド膜９を
工具表面５aに強く密着させることができる。したがっ
て、工具５の耐摩耗性を飛躍的に向上させることができ
る。
ダイヤモンド状炭素膜６を介して、ダイヤモンド膜９を
工具表面５aに強く密着させることができる。したがっ
て、工具５の耐摩耗性を飛躍的に向上させることができ
る。
【００１７】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明のダ
イヤモンド膜の形成方法は、基体表面に気相合成法によ
ってダイヤモンド膜を形成する前に、上記基体表面にダ
イヤモンド状炭素膜を形成するので、上記ダイヤモンド
状炭素膜の非晶質成分によって基体表面とダイヤモンド
膜との密着性を高めることができる。また、ダイヤモン
ド構造を有する成分によってダイヤモンド膜を緻密化お
よび平坦化することができる。
イヤモンド膜の形成方法は、基体表面に気相合成法によ
ってダイヤモンド膜を形成する前に、上記基体表面にダ
イヤモンド状炭素膜を形成するので、上記ダイヤモンド
状炭素膜の非晶質成分によって基体表面とダイヤモンド
膜との密着性を高めることができる。また、ダイヤモン
ド構造を有する成分によってダイヤモンド膜を緻密化お
よび平坦化することができる。
【００１８】また、上記ダイヤモンド状炭素膜は、炭素
化合物をイオン化して蒸着することにより簡単に形成す
ることができる。
化合物をイオン化して蒸着することにより簡単に形成す
ることができる。
【００１９】さらに、上記ダイヤモンド状炭素膜を蒸着
するとき、蒸着面に水素イオンを照射する場合、照射量
を制御することによって、上記ダイヤモンド状炭素膜の
組成,結晶性などの膜質を膜厚方向に連続的に変化させ
ることができる。例えば、成長初期には、水素イオンの
照射量を少なくすることによって非晶質成分を多くし
て、基体表面との密着性を高めることができる。また、
成長が進むにつれて水素イオンの照射量を増やしてゆく
ことによってダイヤモンド核発生密度を大きくして、こ
の上に緻密なダイヤモンド膜を形成することができる。
するとき、蒸着面に水素イオンを照射する場合、照射量
を制御することによって、上記ダイヤモンド状炭素膜の
組成,結晶性などの膜質を膜厚方向に連続的に変化させ
ることができる。例えば、成長初期には、水素イオンの
照射量を少なくすることによって非晶質成分を多くし
て、基体表面との密着性を高めることができる。また、
成長が進むにつれて水素イオンの照射量を増やしてゆく
ことによってダイヤモンド核発生密度を大きくして、こ
の上に緻密なダイヤモンド膜を形成することができる。
【図１】 この発明の第一実施例のダイヤモンド膜の形
成方法を説明する工程図である。
成方法を説明する工程図である。
【図２】 この発明の第二実施例のダイヤモンド膜の形
成方法を説明する図である。
成方法を説明する図である。
【図３】 上記形成方法により、基体表面にダイヤモン
ド膜を形成したところを示す図である。
ド膜を形成したところを示す図である。
１ シリコン基板 ２ フォトレジスト ３,３′,６ ダイヤモンド状炭素膜 ４,９ ダイヤモンド膜 ５ タングステンカーバイド超硬合金性工具 ７,８ イオン源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 16/50 7325−4Ｋ 28/04 Ｃ３０Ｂ 29/04 Ｑ 7821−4Ｇ (72)発明者 木場 正義 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 所定の基体表面に気相合成法によってダ
イヤモンド膜を成長するダイヤモンド膜の形成方法であ
って、 上記ダイヤモンド膜を成長する前に、上記基体表面にダ
イヤモンド状炭素膜を形成することを特徴とするダイヤ
モンド膜の形成方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のダイヤモンド膜の形成
方法において、 上記ダイヤモンド状炭素膜を、炭素化合物をイオン化し
て蒸着することにより形成することを特徴とするダイヤ
モンド膜の形成方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載のダイヤモンド膜の形成
方法において、 上記ダイヤモンド状炭素膜を蒸着するとき、蒸着面に水
素イオンを照射することを特徴とするダイヤモンド膜の
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7959292A JPH05279854A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | ダイヤモンド膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7959292A JPH05279854A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | ダイヤモンド膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05279854A true JPH05279854A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=13694271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7959292A Pending JPH05279854A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | ダイヤモンド膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05279854A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010007112A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Hitachi Chem Co Ltd | セグメント形態の無機材料膜を有する部材及びセグメント形態の無機材料膜の製造法 |
| US7988786B2 (en) | 2001-08-21 | 2011-08-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Carbon film coated member |
| JP2012169316A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Think Laboratory Co Ltd | エッチングマスク付基材及びその製造方法 |
| JPWO2013191026A1 (ja) * | 2012-06-22 | 2016-05-26 | 株式会社シンク・ラボラトリー | プリント回路基板の製造装置並びに製造方法 |
| US9970959B2 (en) | 2013-11-22 | 2018-05-15 | Industrial Technology Research Institute | Coated probe and method of fabricating the same |
-
1992
- 1992-04-01 JP JP7959292A patent/JPH05279854A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7988786B2 (en) | 2001-08-21 | 2011-08-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Carbon film coated member |
| JP2010007112A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Hitachi Chem Co Ltd | セグメント形態の無機材料膜を有する部材及びセグメント形態の無機材料膜の製造法 |
| JP2012169316A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Think Laboratory Co Ltd | エッチングマスク付基材及びその製造方法 |
| US9188873B2 (en) | 2011-02-10 | 2015-11-17 | Think Laboratory Co., Ltd. | Substrate having etching mask and method for producing same |
| JPWO2013191026A1 (ja) * | 2012-06-22 | 2016-05-26 | 株式会社シンク・ラボラトリー | プリント回路基板の製造装置並びに製造方法 |
| US9970959B2 (en) | 2013-11-22 | 2018-05-15 | Industrial Technology Research Institute | Coated probe and method of fabricating the same |
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