JPH05295544A - ダイヤモンド膜合成装置 - Google Patents
ダイヤモンド膜合成装置Info
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- JPH05295544A JPH05295544A JP34643091A JP34643091A JPH05295544A JP H05295544 A JPH05295544 A JP H05295544A JP 34643091 A JP34643091 A JP 34643091A JP 34643091 A JP34643091 A JP 34643091A JP H05295544 A JPH05295544 A JP H05295544A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマの生成状態のバラツキ、例えば、プ
ラズマの片寄り、マイクロ波の反射が大きい等の問題を
解決し、大面積基板に均一かつ良質のダイヤモンド膜を
形成する。 【構成】 マイクロ波を伝搬する導波管の末端部をホー
ン状に拡開してマイクロ波チャンバーを構成し、該マイ
クロ波チャンバー内に反応室を内蔵し、該反応室内に導
入された単独ガスもしくは複数のガスの混合ガスにマイ
クロ波を照射して前記ガスをプラズマ化し、上記反応室
内に配置した基板の表面にダイヤモンド膜を気相合成法
により堆積させるようにした装置において、上記ホーン
状拡開部と反応室のマイクロ波窓もしくは反応室上端部
との距離を調節できる構造としたことを特徴とするダイ
ヤモンド膜合成装置。
ラズマの片寄り、マイクロ波の反射が大きい等の問題を
解決し、大面積基板に均一かつ良質のダイヤモンド膜を
形成する。 【構成】 マイクロ波を伝搬する導波管の末端部をホー
ン状に拡開してマイクロ波チャンバーを構成し、該マイ
クロ波チャンバー内に反応室を内蔵し、該反応室内に導
入された単独ガスもしくは複数のガスの混合ガスにマイ
クロ波を照射して前記ガスをプラズマ化し、上記反応室
内に配置した基板の表面にダイヤモンド膜を気相合成法
により堆積させるようにした装置において、上記ホーン
状拡開部と反応室のマイクロ波窓もしくは反応室上端部
との距離を調節できる構造としたことを特徴とするダイ
ヤモンド膜合成装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法を利用して大面積の基板表面に均一にダイヤモン
ド膜を形成するための装置に関する。
ＶＤ法を利用して大面積の基板表面に均一にダイヤモン
ド膜を形成するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板上にダイヤモンド膜を気相合成させ
る装置として、マイクロ波を利用して原料ガスをプラズ
マ化し、気相合成させるものが知られている。
る装置として、マイクロ波を利用して原料ガスをプラズ
マ化し、気相合成させるものが知られている。
【０００３】図５は、従来から用いられているマイクロ
波プラズマＣＶＤ装置の一例の概念図である。同装置を
用いて基板にダイヤモンド膜を合成させる場合について
説明する。周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波発振器１
の出力電力は、標準導波管を拡大したホーン状拡開部２
を経由して反応室３に導かれる。反応室３は、マイクロ
波を損失少なく通過させることができる、例えば石英等
の材質で構成される。この反応室３にはガス供給管４よ
り炭化水素等の炭化物ガスと水素ガスの混合ガスを導入
し、排気管５より一定の流量で排気することにより、反
応室３の内部は一定圧力に維持される。導入されたガス
は、ホーン２を通して供給されるマイクロ波によりプラ
ズマ化され、基板台６の上に載置された基板７のダイヤ
モンド膜を形成する。
波プラズマＣＶＤ装置の一例の概念図である。同装置を
用いて基板にダイヤモンド膜を合成させる場合について
説明する。周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波発振器１
の出力電力は、標準導波管を拡大したホーン状拡開部２
を経由して反応室３に導かれる。反応室３は、マイクロ
波を損失少なく通過させることができる、例えば石英等
の材質で構成される。この反応室３にはガス供給管４よ
り炭化水素等の炭化物ガスと水素ガスの混合ガスを導入
し、排気管５より一定の流量で排気することにより、反
応室３の内部は一定圧力に維持される。導入されたガス
は、ホーン２を通して供給されるマイクロ波によりプラ
ズマ化され、基板台６の上に載置された基板７のダイヤ
モンド膜を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術によれ
ば、直径約５インチ（１２５ｍｍ）の大面積基板７の上
に、結晶性の良いダイヤモンド膜が形成可能である。し
かし、常に安定なプラズマを生成し、再現性よく広い領
域にダイヤモンド膜を形成しようとすると、以下のよう
な問題があった。
ば、直径約５インチ（１２５ｍｍ）の大面積基板７の上
に、結晶性の良いダイヤモンド膜が形成可能である。し
かし、常に安定なプラズマを生成し、再現性よく広い領
域にダイヤモンド膜を形成しようとすると、以下のよう
な問題があった。
【０００５】図５に示す従来例においては、ホーン状拡
開部２と反応室３がそれぞれ図示されない筐体上に固定
されており、ホーン状拡開部２と反応室３の相対位置関
係は特に十分に検討して定められたものではなかった。
その結果、通常は安定なプラズマが得られるのである
が、装置によりプラズマ生成状態にバラツキがあり、場
合によってはプラズマが片寄る、反応室壁に付き易い、
マイクロ波の反射が大きい等の問題点があった。そこで
種々の検討の結果、これら現象を発生させる要因とし
て、ホーン状拡開部２と反応室３の上下方向における相
対的位置関係が密接に関係していることが判明した。
開部２と反応室３がそれぞれ図示されない筐体上に固定
されており、ホーン状拡開部２と反応室３の相対位置関
係は特に十分に検討して定められたものではなかった。
その結果、通常は安定なプラズマが得られるのである
が、装置によりプラズマ生成状態にバラツキがあり、場
合によってはプラズマが片寄る、反応室壁に付き易い、
マイクロ波の反射が大きい等の問題点があった。そこで
種々の検討の結果、これら現象を発生させる要因とし
て、ホーン状拡開部２と反応室３の上下方向における相
対的位置関係が密接に関係していることが判明した。
【０００６】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、反応室内に安定なプラ
ズマを常に最適状態で生成させ、大面積基板に均一なダ
イヤモンド膜を形成することの可能なダイヤモンド膜合
成装置を提供することにある。
その目的は前記問題点を解消し、反応室内に安定なプラ
ズマを常に最適状態で生成させ、大面積基板に均一なダ
イヤモンド膜を形成することの可能なダイヤモンド膜合
成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、反応室内の炭化水素等の炭素化合物
と水素の混合ガスにマイクロ波を照射して該混合ガスを
プラズマ化し、上記反応室内に配置した基板の表面にダ
イヤモンド膜を気相合成により堆積させるようにした装
置において、次の（１），（２），（３）の特徴の少な
くとも１つを有するものである。 （１） マイクロ波を伝搬する導波管の末端部をホーン
状に拡開してマイクロ波チャンバーを構成し、該マイク
ロ波チャンバー内に反応室を内蔵するか、もしくは、ホ
ーン状に拡開してマイクロ波ホーンとし、該マイクロ波
ホーンに引き続き反応室を構成する。 （２） 上記ホーン状に拡開したマイクロ波チャンバー
のホーン部あるいはマイクロ波ホーンと、反応室の上端
部もしくは反応室のマイクロ波窓との距離を調節できる
構造とする。 （３） 前項（１），（２）の特徴を有するとともに、
前記マイクロ波チャンバーもしくは反応室の周囲に前記
反応室を包囲するように電磁コイルを配設し、該コイル
に電流を流して前記プラズマに磁場を印加する。
の本発明の構成は、反応室内の炭化水素等の炭素化合物
と水素の混合ガスにマイクロ波を照射して該混合ガスを
プラズマ化し、上記反応室内に配置した基板の表面にダ
イヤモンド膜を気相合成により堆積させるようにした装
置において、次の（１），（２），（３）の特徴の少な
くとも１つを有するものである。 （１） マイクロ波を伝搬する導波管の末端部をホーン
状に拡開してマイクロ波チャンバーを構成し、該マイク
ロ波チャンバー内に反応室を内蔵するか、もしくは、ホ
ーン状に拡開してマイクロ波ホーンとし、該マイクロ波
ホーンに引き続き反応室を構成する。 （２） 上記ホーン状に拡開したマイクロ波チャンバー
のホーン部あるいはマイクロ波ホーンと、反応室の上端
部もしくは反応室のマイクロ波窓との距離を調節できる
構造とする。 （３） 前項（１），（２）の特徴を有するとともに、
前記マイクロ波チャンバーもしくは反応室の周囲に前記
反応室を包囲するように電磁コイルを配設し、該コイル
に電流を流して前記プラズマに磁場を印加する。
【０００８】
【作 用】本発明の装置においては、導波管の末端部に
マイクロ波チャンバーを形成するとともに、その内部に
配設された反応室内にマイクロ波の進行方向と垂直に基
板台を配置する。そして導波管から例えばＴＥモードの
マイクロ波を反応室に照射しながら、反射板としての機
能を有する基板台をマイクロ波進行方向に沿って移動さ
せる。これにより、入射マイクロ波と基板台により反射
する反射波とが合成されて定在波が発生し、基板の直上
でマイクロ波の電界強度が最大となり、プラズマが発生
する（特開平２−３４７８４号公報）。但し上記におい
て、安定で拡がったプラズマが発生する条件は、ホーン
状拡開部から反応室へマイクロ波が何ら妨げを受けるこ
となくスムーズに導入されることが必要である。通常、
マイクロ波の伝搬路たる導波管と、プラズマを含む反応
室のインピーダンスは一致しているとは限らず、何らか
の手段により整合させることが必要となる。負荷側から
見ると、上記の基板台の移動がこの整合のための一つの
手段である。
マイクロ波チャンバーを形成するとともに、その内部に
配設された反応室内にマイクロ波の進行方向と垂直に基
板台を配置する。そして導波管から例えばＴＥモードの
マイクロ波を反応室に照射しながら、反射板としての機
能を有する基板台をマイクロ波進行方向に沿って移動さ
せる。これにより、入射マイクロ波と基板台により反射
する反射波とが合成されて定在波が発生し、基板の直上
でマイクロ波の電界強度が最大となり、プラズマが発生
する（特開平２−３４７８４号公報）。但し上記におい
て、安定で拡がったプラズマが発生する条件は、ホーン
状拡開部から反応室へマイクロ波が何ら妨げを受けるこ
となくスムーズに導入されることが必要である。通常、
マイクロ波の伝搬路たる導波管と、プラズマを含む反応
室のインピーダンスは一致しているとは限らず、何らか
の手段により整合させることが必要となる。負荷側から
見ると、上記の基板台の移動がこの整合のための一つの
手段である。
【０００９】発振器側と負荷のインピーダンスを整合さ
せるために、例えば３スタブチューナが良く用いられ
る。しかしこの方法は導波管より負荷側を見たインピー
ダンス整合をとるためのものであり、本発明のように導
波管をホーン状に拡開した拡開部と反応室間のインピー
ダンスを合せることはできない。そこで種々の検討の結
果、ホーン状拡開部の端部と、反応室の最もマイクロ波
導入側に近いマイクロ波導入窓部との距離を調節するこ
とにより、マイクロ波が反射することなくスムーズに導
入できる最適の関係が存在することが判明した。
せるために、例えば３スタブチューナが良く用いられ
る。しかしこの方法は導波管より負荷側を見たインピー
ダンス整合をとるためのものであり、本発明のように導
波管をホーン状に拡開した拡開部と反応室間のインピー
ダンスを合せることはできない。そこで種々の検討の結
果、ホーン状拡開部の端部と、反応室の最もマイクロ波
導入側に近いマイクロ波導入窓部との距離を調節するこ
とにより、マイクロ波が反射することなくスムーズに導
入できる最適の関係が存在することが判明した。
【００１０】すなわち、ホーン状拡開部によりそのホー
ン部でインピーダンスを徐々に変化させるとともに、ホ
ーン状拡開部と反応室の相対的位置関係を調節すること
により、マイクロ波のホーン状拡開部から反応室への位
相を含めた入射条件を最適化でき、より完全にホーン状
拡開部と反応室間のインピーダンス整合を行なうことが
可能となる。
ン部でインピーダンスを徐々に変化させるとともに、ホ
ーン状拡開部と反応室の相対的位置関係を調節すること
により、マイクロ波のホーン状拡開部から反応室への位
相を含めた入射条件を最適化でき、より完全にホーン状
拡開部と反応室間のインピーダンス整合を行なうことが
可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。
を例示的に詳しく説明する。
【００１２】実施例１ 図１は本発明の一実施例を示すマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄを利用したダイヤモンド膜合成装置の主要部の概略説
明図である。
Ｄを利用したダイヤモンド膜合成装置の主要部の概略説
明図である。
【００１３】同図において、図示されないマイクロ波発
振器に接続された矩形導波管は、円形導波管１２ａに変
換され、その末端部において断面の寸法が拡大され、ホ
ーン状の拡開部１２ｂを形成する。さらに、このホーン
状拡開部１２ｂの端部より延長する方向に円筒状容器１
２ｃが構成されており、該容器１２ｃは本発明の装置の
図示されない架台等に固定されている。拡開部１２ｂと
円筒状容器１２ｃは同軸上にあり、拡開部１２ｂを軸方
向に自在に移動できる構造とする。もちろんホーン状拡
開部１２ｂを固定して、逆に円筒状容器１２ｃを移動で
きる構造とすることも可能である。拡開部１２ｂと円筒
状容器１２ｃを一つの構成部分としてマイクロ波チャン
バー１２とし、該マイクロ波チャンバー１２内部にはマ
イクロ波を損失なく通過しうるような材料、例えば石英
で作られた反応室１３を配設する。
振器に接続された矩形導波管は、円形導波管１２ａに変
換され、その末端部において断面の寸法が拡大され、ホ
ーン状の拡開部１２ｂを形成する。さらに、このホーン
状拡開部１２ｂの端部より延長する方向に円筒状容器１
２ｃが構成されており、該容器１２ｃは本発明の装置の
図示されない架台等に固定されている。拡開部１２ｂと
円筒状容器１２ｃは同軸上にあり、拡開部１２ｂを軸方
向に自在に移動できる構造とする。もちろんホーン状拡
開部１２ｂを固定して、逆に円筒状容器１２ｃを移動で
きる構造とすることも可能である。拡開部１２ｂと円筒
状容器１２ｃを一つの構成部分としてマイクロ波チャン
バー１２とし、該マイクロ波チャンバー１２内部にはマ
イクロ波を損失なく通過しうるような材料、例えば石英
で作られた反応室１３を配設する。
【００１４】反応室１３は、排気管１５より図示されな
い排気ポンプにより排気される。反応室１３内はまた、
別の圧力制御手段により一定の圧力に維持される。反応
室１３内に配設された基板台１６の上には、基板１７が
載置される。基板台１６は加熱手段を有しており、図示
されない電源により電力の供給を受け、必要な温度に加
熱される。また基板台１６は、図上における上下、左
右、前後の各方向に移動させるための位置調整機構１９
を有する。この調整機構１９は、外部から調整つまみ１
９ａにより任意に調整できるようになっており、補助的
にプラズマ制御が可能となっている。また該調整機構１
９は以下に述べる他の実施例にも同様に設けられてい
る。なお拡開部１２ｂと円筒状容器１２ｃの接続部には
シールド部１８が設けられており、マイクロ波の漏洩を
防いでいる。
い排気ポンプにより排気される。反応室１３内はまた、
別の圧力制御手段により一定の圧力に維持される。反応
室１３内に配設された基板台１６の上には、基板１７が
載置される。基板台１６は加熱手段を有しており、図示
されない電源により電力の供給を受け、必要な温度に加
熱される。また基板台１６は、図上における上下、左
右、前後の各方向に移動させるための位置調整機構１９
を有する。この調整機構１９は、外部から調整つまみ１
９ａにより任意に調整できるようになっており、補助的
にプラズマ制御が可能となっている。また該調整機構１
９は以下に述べる他の実施例にも同様に設けられてい
る。なお拡開部１２ｂと円筒状容器１２ｃの接続部には
シールド部１８が設けられており、マイクロ波の漏洩を
防いでいる。
【００１５】かかる構成の本実施例において、以下のよ
うにダイヤモンド膜の合成を試みた。ガス供給管１４か
ら、メタンガス（ＣＨ4 ）と水素ガス（Ｈ2 ）の容積混
合比が１．５：１００の混合ガスを流量４００ｃｃ／ｍ
ｉｎで導入しながら排気した。そして周波数２．４５Ｇ
Ｈｚのマイクロ波電力４ｋＷを反応室１３に導入して、
プラズマを発生させた。ここで、反応室１３（石英ベル
ジャー）の上端部とホーン状拡開部１２ｂの下端部との
距離ｈを数段階に変えて、プラズマ生成状態を観察した
ところ、プラズマが反応室の側壁や上端部に付着した
り、あるいは片寄ったり分離したりせずに、基板１７の
直上に浮いた状態で安定に拡がって生成できる最適条件
のあることが判明した。
うにダイヤモンド膜の合成を試みた。ガス供給管１４か
ら、メタンガス（ＣＨ4 ）と水素ガス（Ｈ2 ）の容積混
合比が１．５：１００の混合ガスを流量４００ｃｃ／ｍ
ｉｎで導入しながら排気した。そして周波数２．４５Ｇ
Ｈｚのマイクロ波電力４ｋＷを反応室１３に導入して、
プラズマを発生させた。ここで、反応室１３（石英ベル
ジャー）の上端部とホーン状拡開部１２ｂの下端部との
距離ｈを数段階に変えて、プラズマ生成状態を観察した
ところ、プラズマが反応室の側壁や上端部に付着した
り、あるいは片寄ったり分離したりせずに、基板１７の
直上に浮いた状態で安定に拡がって生成できる最適条件
のあることが判明した。
【００１６】そこで基板１７に直径６インチ（１５０ｍ
ｍ）のシリコン基板を使用し、あらかじめダイヤモンド
粒子による研磨処理を施した後、６時間の成膜処理を行
なった。厚さ４．５μｍの均一なダイヤモンド膜が得ら
れた。その結晶はラマンスペクトル分析等により、天然
のダイヤモンドに近いものであった。
ｍ）のシリコン基板を使用し、あらかじめダイヤモンド
粒子による研磨処理を施した後、６時間の成膜処理を行
なった。厚さ４．５μｍの均一なダイヤモンド膜が得ら
れた。その結晶はラマンスペクトル分析等により、天然
のダイヤモンドに近いものであった。
【００１７】なお、拡開部１２ｂの端部と反応室１３の
上端部間の距離ｈを変える手段は、本実施例の構造によ
るものに限定されるものではなく、同様の機能を果すも
のであれば、他の同様の手段によっても良い。
上端部間の距離ｈを変える手段は、本実施例の構造によ
るものに限定されるものではなく、同様の機能を果すも
のであれば、他の同様の手段によっても良い。
【００１８】実施例２ 図２は本発明の他の実施例によるダイヤモンド膜合成装
置の概略説明図である。実施例１の場合、マイクロ波チ
ャンバー１２と反応室１３が別個であるのに対し、本実
施例においては図２に示すごとく、反応室１３にマイク
ロ波導入窓１０が気密性を保つように直接固着されてい
る。なお、マイクロ波導入窓１０の反応室１３への固定
方法は、Ｏリングによる方法でも良いし、また窓１０を
反応室１３に溶接の手段により直接に固着する方法でも
良い。
置の概略説明図である。実施例１の場合、マイクロ波チ
ャンバー１２と反応室１３が別個であるのに対し、本実
施例においては図２に示すごとく、反応室１３にマイク
ロ波導入窓１０が気密性を保つように直接固着されてい
る。なお、マイクロ波導入窓１０の反応室１３への固定
方法は、Ｏリングによる方法でも良いし、また窓１０を
反応室１３に溶接の手段により直接に固着する方法でも
良い。
【００１９】ホーン状拡開部１２ｂは実施例１と同様、
その端部とマイクロ波導入窓１０間の距離を調節できる
構造を有する。なおマイクロ波導入窓１０の材料は、マ
イクロ波に対し損失が少なく、熱的に強い誘電体が必要
であり、例えば石英、アルミナ等が適している。またそ
の形状は、平板状でも、上に凸形の湾曲形状であっても
良い。
その端部とマイクロ波導入窓１０間の距離を調節できる
構造を有する。なおマイクロ波導入窓１０の材料は、マ
イクロ波に対し損失が少なく、熱的に強い誘電体が必要
であり、例えば石英、アルミナ等が適している。またそ
の形状は、平板状でも、上に凸形の湾曲形状であっても
良い。
【００２０】このような構成の本実施例において、上記
実施例１と同じ合成条件のもとで、ホーン状拡開部１２
ｂの端部とマイクロ波窓１０間の距離を調節する同様の
操作を行い、プラズマの発生状態を観察したところ、同
様に安定で拡がったプラズマの得られる最適条件の存在
することが明らかとなり、得られたダイヤモンド膜も均
一で結晶性の良いものであった。
実施例１と同じ合成条件のもとで、ホーン状拡開部１２
ｂの端部とマイクロ波窓１０間の距離を調節する同様の
操作を行い、プラズマの発生状態を観察したところ、同
様に安定で拡がったプラズマの得られる最適条件の存在
することが明らかとなり、得られたダイヤモンド膜も均
一で結晶性の良いものであった。
【００２１】実施例３ 図３は、本発明のさらに他の実施例のダイヤモンド膜合
成装置の概略説明図を示す。同図は、前記実施例１に示
した図１と全く同じ構成のものに、さらにソレノイド形
電磁コイル２０を円筒状容器１２ｃの周囲に反応室１３
を包囲するように配設したものである。この電磁コイル
２０に電流を流すことにより、磁場を発生させてプラズ
マに磁場を印加し、プラズマ中の電離した粒子の運動を
さらに加速し、プラズマの強度を著しく高めることがで
きる。その結果、ダイヤモンド膜の成長速度を約２倍に
することが可能となった。この場合の磁場強度は数１０
０Ｇａｕｓｓ〜数１０００Ｇａｕｓｓ程度が好ましい。
成装置の概略説明図を示す。同図は、前記実施例１に示
した図１と全く同じ構成のものに、さらにソレノイド形
電磁コイル２０を円筒状容器１２ｃの周囲に反応室１３
を包囲するように配設したものである。この電磁コイル
２０に電流を流すことにより、磁場を発生させてプラズ
マに磁場を印加し、プラズマ中の電離した粒子の運動を
さらに加速し、プラズマの強度を著しく高めることがで
きる。その結果、ダイヤモンド膜の成長速度を約２倍に
することが可能となった。この場合の磁場強度は数１０
０Ｇａｕｓｓ〜数１０００Ｇａｕｓｓ程度が好ましい。
【００２２】実施例４ 図４は、本発明のさらに他の実施例のダイヤモンド膜合
成装置の概略説明図を示す。同図は前記実施例２に示し
た図２と全く同じ構成のものに、さらにソレノイド形電
磁コイル２０を実施例３と同様に反応室１３を包囲する
ように配設したものである。本実施例においても、実施
例３と全く同様の効果を得ることができる。
成装置の概略説明図を示す。同図は前記実施例２に示し
た図２と全く同じ構成のものに、さらにソレノイド形電
磁コイル２０を実施例３と同様に反応室１３を包囲する
ように配設したものである。本実施例においても、実施
例３と全く同様の効果を得ることができる。
【００２３】以上説明した各実施例の装置によれば、マ
イクロ波を導波管から拡大導波管を経て反応室へ損失な
く供給でき、大形で安定かつ高密度なプラズマを発生さ
せるとともに、従来になく大面積の基板に均一で良質の
ダイヤモンド膜を形成可能である。
イクロ波を導波管から拡大導波管を経て反応室へ損失な
く供給でき、大形で安定かつ高密度なプラズマを発生さ
せるとともに、従来になく大面積の基板に均一で良質の
ダイヤモンド膜を形成可能である。
【００２４】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものでなく、同様の機能を果す他の態
様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構成
の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
技術に限定されるものでなく、同様の機能を果す他の態
様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構成
の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のダイヤモンド膜合成装置によれば、マイクロ波伝送手
段たる導波管を末端部にてホーン状に拡開して、反応室
を内部に収納するとともに、ホーン状拡開部の端部と反
応室の距離を変える手段を持たせることにより、ホーン
状拡開部と反応室間のインピーダンス整合を十分に行う
ことができる。その結果、マイクロ波を効率良くプラズ
マに供給することができ、安定でかつ十分に拡がったプ
ラズマが得られ、大面積基板に均一で良質なダイヤモン
ド膜が形成できる。
のダイヤモンド膜合成装置によれば、マイクロ波伝送手
段たる導波管を末端部にてホーン状に拡開して、反応室
を内部に収納するとともに、ホーン状拡開部の端部と反
応室の距離を変える手段を持たせることにより、ホーン
状拡開部と反応室間のインピーダンス整合を十分に行う
ことができる。その結果、マイクロ波を効率良くプラズ
マに供給することができ、安定でかつ十分に拡がったプ
ラズマが得られ、大面積基板に均一で良質なダイヤモン
ド膜が形成できる。
【００２６】さらに磁場をプラズマに印加することによ
り、プラズマを高密度化させて、薄膜の成長速度をより
いっそう高速化することが可能となる。
り、プラズマを高密度化させて、薄膜の成長速度をより
いっそう高速化することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示すダイヤモンド膜合成装
置の概略の説明図である。
置の概略の説明図である。
【図２】本発明の他の実施例のダイヤモンド膜合成装置
の概略説明図である。
の概略説明図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例の概略説明図であ
る。
る。
【図４】本発明のさらに他の実施例の概略説明図であ
る。
る。
【図５】従来から用いられているダイヤモンド膜合成装
置の一例の概念図である。
置の一例の概念図である。
１０ マイクロ波導入窓 １２ マイクロ波チャンバー １２ａ 導波管 １２ｂ ホーン状拡開部 １２ｃ 円筒状容器 １３ 反応室 １７ 基板 １８ シールド部 １９ 位置調整機構 ２０ ソレノイド形電磁コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 優 神奈川県川崎市幸区塚越一丁目七番地 東 芝タンガロイ株式会社内 (72)発明者 渋木 邦夫 神奈川県川崎市幸区塚越一丁目七番地 東 芝タンガロイ株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 マイクロ波を伝搬する導波管の末端部を
ホーン状に拡開してマイクロ波チャンバーを構成し、該
マイクロ波チャンバー内に反応室を内蔵し、該反応室内
に導入された単独ガスもしくは複数のガスの混合ガスに
マイクロ波を照射して前記ガスをプラズマ化し、前記反
応室内に配置した基板の表面にダイヤモンド膜を気相合
成法により堆積させるようにした装置において、前記ホ
ーン拡開部と反応室のマイクロ波導入窓もしくは反応室
上端部との距離を調節できる構造としたことを特徴とす
るダイヤモンド膜合成装置。 - 【請求項２】 前記反応室内に配置された基板をダイヤ
モンド合成に適した温度に加熱する手段を持たせたこと
を特徴とする請求項１に記載のダイヤモンド膜合成装
置。 - 【請求項３】 前記反応室内に配置された基板の位置を
反応室内で上下、左右、前後に移動、調節できるように
したことを特徴とする請求項１または２に記載のダイヤ
モンド膜合成装置。 - 【請求項４】 前記反応室内に配置された基板に直流バ
イアスを印加する手段を有することを特徴とする請求項
１ないし３のいずれか一に記載のダイヤモンド膜合成装
置。 - 【請求項５】 前記マイクロ波チャンバーの周囲に前記
反応室を包囲するように電磁コイルを配設し、該コイル
に電流を流して前記プラズマに磁場を印加することを特
徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載のダイヤ
モンド膜合成装置。
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|---|---|---|---|
| JP34643091A JP3161788B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | ダイヤモンド膜合成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34643091A JP3161788B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | ダイヤモンド膜合成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295544A true JPH05295544A (ja) | 1993-11-09 |
| JP3161788B2 JP3161788B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=18383371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34643091A Expired - Fee Related JP3161788B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | ダイヤモンド膜合成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3161788B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7410552B2 (en) * | 2003-12-10 | 2008-08-12 | Samsung Electronics Co., Ltd | Electron cyclotron resonance equipment with variable flare angle of horn antenna |
| JP2013001601A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | National Institute For Materials Science | ダイヤモンド結晶成長方法及びダイヤモンド結晶成長装置 |
| JP2015531743A (ja) * | 2012-08-30 | 2015-11-05 | トゥーエイ テクノロジーズ プライベート リミテッド | ダイヤモンドを生成し、リアルタイム現場分析を実行するための装置及び方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101548223B1 (ko) | 2013-10-11 | 2015-08-31 | (주)포인트엔지니어링 | 방열 물질이 내재된 칩 실장 기판용 방열체 제조 방법 |
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1991
- 1991-12-27 JP JP34643091A patent/JP3161788B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3161788B2 (ja) | 2001-04-25 |
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