JPH0558783A - Diamond substrate and its production - Google Patents

Diamond substrate and its production

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Publication number
JPH0558783A
JPH0558783A JP3218408A JP21840891A JPH0558783A JP H0558783 A JPH0558783 A JP H0558783A JP 3218408 A JP3218408 A JP 3218408A JP 21840891 A JP21840891 A JP 21840891A JP H0558783 A JPH0558783 A JP H0558783A
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JP
Japan
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diamond
substrate
single crystal
layer
diamond layer
Prior art date
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Application number
JP3218408A
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Japanese (ja)
Inventor
Naohiro Toda
直大 戸田
Tadashi Tomikawa
唯司 富川
Nobuhiko Fujita
順彦 藤田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To produce a diamond substrate having novel constitution and usable for various semiconductor devices such as a transistor and a sensor or as an insulating film or a high hardness coating film used for a superhard tool. CONSTITUTION:A diamond layer is grown on a boron phosphide substrate to produce the objective diamond substrate. By this method, high purity smooth diamond substrates or single crystal diamond substrates having a large area can be provided in large quantities at a low cost.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はトランジスタ、センサー
等の各種半導体デバイス、絶縁膜、超硬工具等に用いる
高硬度被膜として用いることのできるダイヤモンド基板
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diamond substrate which can be used as a high hardness coating used for various semiconductor devices such as transistors and sensors, insulating films, cemented carbide tools and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイヤモンドを合成する試みは古くから
行なわれ、1950年代には高圧合成法でダイヤモンド
の合成に成功している。一方でダイヤモンドの薄膜を合
成するという要求から気相からのダイヤモンド合成も盛
んに行なわれており、マイクロ波プラズマCVD法、高
周波プラズマCVD法、熱CVD法、熱フィラメントC
VD法、ECRプラズマCVD法、アーク放電プラズマ
ジェットCVD法、燃焼炎法その他の各種方法での合成
成功報告がある。言うまでもなくダイヤモンドは199
1年現在では地球上で最も高い硬度を有する物質であ
る。またダイヤモンドはその高い硬度の他にも多くの優
れた性質を有している。例えば非常に広いバンドギャッ
プを有し、B(硼素)などの各種不純物をドーピングす
ることによってp型の半導体とすることができることな
どから、高温で作動するトランジスタやセンサー、また
短波長発光素子等の各種電子デバイスとしての用途が考
えられている。また高熱伝導特性からヒートシンクとし
ての用途などにも期待が持たれている。
2. Description of the Related Art Attempts to synthesize diamond have been made for a long time, and in the 1950s, diamond was successfully synthesized by a high pressure synthesis method. On the other hand, in order to synthesize a diamond thin film, diamond synthesis from a gas phase is also actively performed, and microwave plasma CVD method, high frequency plasma CVD method, thermal CVD method, hot filament C
There have been reports of successful synthesis by various methods such as VD method, ECR plasma CVD method, arc discharge plasma jet CVD method, combustion flame method and the like. Needless to say, diamond is 199
As of 1 year, it is the substance with the highest hardness on earth. In addition to its high hardness, diamond has many excellent properties. For example, since it has a very wide bandgap and can be made into a p-type semiconductor by doping various impurities such as B (boron), it can be used in transistors and sensors operating at high temperatures, short wavelength light emitting elements, etc. Applications as various electronic devices are considered. Moreover, due to its high thermal conductivity, it is expected to be used as a heat sink.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにダイヤモ
ンドを電子デバイスとして用いる場合には高純度の大面
積の薄膜単結晶が望まれる。ところが、現在例えば高圧
合成で得られるダイヤモンドは僅か数mm程度の板状ま
たは粒状の結晶だけである。また高圧合成法は非常に高
価な高圧発生装置を必要とするため、単結晶の単価が極
めて高価なものとなってしまうという大きな問題があ
る。一方、気相からのダイヤモンド合成法も先述のよう
に多く試みられている。単結晶ダイヤモンド薄膜は、高
圧合成法によって得られたダイヤモンド単結晶または閃
亜鉛鉱型窒化硼素単結晶(以下cBNと略す)を基板と
した場合にのみ得られている。しかし基板そのものが高
圧合成法で作られることから大面積基板を得ることが難
しい。ダイヤモンドとcBN以外にはSiが基板として
よく用いられているが、Si基板上にでは多結晶の薄膜
しか得られていない。以上から本発明は高純度で大面積
の平滑なダイヤモンド基板または単結晶ダイヤモンド基
板を大量かつ安価に提供することを目的とする。
When diamond is used as an electronic device as described above, a high-purity large-area thin film single crystal is desired. However, currently, for example, diamond obtained by high-pressure synthesis is only a plate-like or granular crystal with a size of only a few millimeters. Further, since the high-pressure synthesis method requires a very expensive high-pressure generator, there is a big problem that the unit price of a single crystal becomes extremely expensive. On the other hand, many methods of synthesizing diamond from the vapor phase have been tried as described above. The single crystal diamond thin film is obtained only when a diamond single crystal or a zinc blende type boron nitride single crystal (hereinafter abbreviated as cBN) obtained by a high pressure synthesis method is used as a substrate. However, it is difficult to obtain a large area substrate because the substrate itself is manufactured by the high pressure synthesis method. Si is often used as a substrate other than diamond and cBN, but only a polycrystalline thin film is obtained on the Si substrate. From the above, it is an object of the present invention to provide a high-purity, large-area smooth diamond substrate or a single-crystal diamond substrate in large quantities and at low cost.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
する手段として、燐化硼素基板上にダイヤモンド層を有
してなるダイヤモンド基板および燐化硼素層上にダイヤ
モンド層を成長させることを特徴とするダイヤモンド基
板の製造方法を提供するものである。
As a means for solving the above problems, the present invention is characterized by growing a diamond layer on a boron substrate and a diamond substrate having a diamond layer on the boron phosphide substrate. The present invention provides a method for manufacturing a diamond substrate.

【0005】従来単結晶ダイヤモンドを得るために基板
として用いられていた高圧合成法によるダイヤモンドや
cBNに比べ、燐化硼素(以下BPとも記す)は合成が
容易であり、大面積化も可能であるという特徴がある。
本発明に使用するBP基板はフラックス法や熱CVD法
などの公知技術により製造されたものでよい。本発明に
用いるBPとしては何もドーピングしていないものでも
よいし、Siなどをドーピングしたものでも良い。また
BまたはPを僅かに過剰に供給することによって、それ
ぞれp型またはn型半導体の能動層として働き得るもの
でもよい。また、本発明のBPは熱CVD法などの公知
技術によりSiあるいはAl2 3 などの基体上に合成
されたものでもよいし、またこれらの基体を除去するこ
とにより得られるBPの自立膜でもよい。いずれにして
も本発明のBPは単結晶BPであることが望ましい。本
発明においてこのBP基板上に形成されるダイヤモンド
層は前記のような公知の各種CVD法やPVD法によっ
て形成することができる。なお、p型の半導体となるB
Pを経緯し、その上にn型のダイヤモンドを形成するな
らば、pn接合による半導体素子を形成し得る。またB
P上にダイヤモンドを形成した後にBPを除去すること
により平滑なダイヤモンドの自立膜を得ることもでき
る。
Conventional substrate for obtaining single crystal diamond
Which was used as
Compared to cBN, boron phosphide (hereinafter also referred to as BP) is more synthetic.
It is easy and can be made large in area.
The BP substrate used in the present invention is a flux method or a thermal CVD method.
It may be manufactured by a known technique such as. In the present invention
The BP used may be undoped
It may be doped with Si or the like. Also
By supplying a slight excess of B or P
Each capable of acting as an active layer of p-type or n-type semiconductor
But it's okay. Further, the BP of the present invention is a known material such as a thermal CVD method.
Si or Al depending on the technology2O 3Synthesized on a substrate such as
It is also possible to remove these substrates.
It may be a self-supporting film of BP obtained by. Anyway
Also, the BP of the present invention is preferably a single crystal BP. Book
Diamond formed on this BP substrate in the invention
The layer is formed by various known CVD methods or PVD methods as described above.
Can be formed. B, which is a p-type semiconductor
Do not go to P and form n-type diamond on it
If so, a semiconductor element having a pn junction can be formed. Also B
Removing BP after forming diamond on P
It is also possible to obtain a smooth diamond free-standing film by
It

【0006】[0006]

【作用】ダイヤモンドは立方晶系の結晶であり、その格
子定数は0.3543nmである。従来ダイヤモンド薄
膜合成の基板として用いられていたSiは結晶構造こそ
ダイヤモンドと同じであるが、格子定数が0.5430
nmと大きい。この格子定数の大きな差異のために、S
i基板上にダイヤモンドをエピタキシャル成長させるこ
とは難しい。
FUNCTION Diamond is a cubic crystal and its lattice constant is 0.3543 nm. Si, which has been conventionally used as a substrate for diamond thin film synthesis, has the same crystal structure as diamond, but has a lattice constant of 0.5430.
nm is large. Due to this large difference in lattice constant, S
It is difficult to epitaxially grow diamond on an i substrate.

【0007】そこで本発明者らは、格子定数がSiより
はダイヤモンドに近いBPを基板とすることにより、そ
の上に単結晶ダイヤモンドをエピタキシャル成長させる
ことに成功し、本発明に至ったものである。BPは格子
定数が0.4539nmの閃亜鉛鉱型構造をしている。
ダイヤモンドとの格子定数の差異は比較的大きいが、S
iよりは近く、また構造もダイヤモンドと同類の構造を
有するために、BP基板上にダイヤモンドがエピタキシ
ャル成長したものと考えられる。
Therefore, the present inventors have succeeded in epitaxially growing single crystal diamond on BP by using BP, which has a lattice constant closer to that of diamond than Si, as a substrate, and arrived at the present invention. BP has a zinc blende type structure with a lattice constant of 0.4539 nm.
The difference in lattice constant from diamond is relatively large, but S
It is considered that diamond is epitaxially grown on the BP substrate because it is closer to i and has a structure similar to that of diamond.

【0008】なお、本発明に於ける平滑なダイヤモンド
層とは、その表面粗さが表面粗さ計による測定でRma
xが膜厚の5%程度以下のものである。このような平滑
なダイヤモンド層は、単結晶、双晶を含む単結晶もしく
は粒径が数μm以上の多結晶で構成されていると考えら
れる。この中では単結晶、特に双晶の少ない単結晶が好
ましい。
The smooth diamond layer in the present invention has a surface roughness Rma measured by a surface roughness meter.
x is about 5% or less of the film thickness. It is considered that such a smooth diamond layer is composed of a single crystal, a single crystal including a twin crystal, or a polycrystal having a grain size of several μm or more. Of these, single crystals, particularly single crystals with few twins, are preferred.

【0009】本発明のダイヤモンド層としてはノンドー
プ層でもよいが、Bなどの各種の不純物元素をドーピン
グすることによりp型またはn型半導体として半導体デ
バイスの能動層としてもよい。本発明において形成され
るダイヤモンド層の膜厚は10μm以下が好ましい。1
0μmを越えると基板として用いるBPとの熱膨張係数
の差から基板の反りを生ずるのを避けるためである。し
かし成膜後に基板のBPを除去することによりダイヤモ
ンドを自立膜として用いる場合は10μm以上でも良
い。
The diamond layer of the present invention may be a non-doped layer, or may be an active layer of a semiconductor device as a p-type or n-type semiconductor by doping with various impurity elements such as B. The thickness of the diamond layer formed in the present invention is preferably 10 μm or less. 1
This is to avoid warping of the substrate due to the difference in thermal expansion coefficient from BP used as the substrate when the thickness exceeds 0 μm. However, when diamond is used as a self-supporting film by removing BP of the substrate after film formation, the thickness may be 10 μm or more.

【0010】[0010]

【実施例】実施例1および比較例1・1、比較例1・2 図1に示すマイクロ波プラズマCVD装置を用いて、本
発明と従来法を比較した。まず10mm×20mmの大
きさのSiの(111)面上に、公知の熱CVD法によ
り、原料ガスとして、H2 希釈のPH3 (5%):30
0sccm、H 2 希釈のB2 6 (1%):20scc
m、H2 :2500sccmを用いて950℃で反応す
るという条件で、0.2mmの厚さのBPを合成した。
得られたBPを高速反射電子線回折法(以下RHEED
法とも略す)により観察したところ、(111)面の単
結晶となっていることを確認した。続いて該基板を弗硝
酸に浸漬しSi層を除去することにより、単結晶BP自
立膜を得た。これを真空チェンバー内に設置した後、C
4 ガス2sccmおよびH2 ガス200sccmを真
空チェンバー内に同時に導入して該真空チェンバー内を
1×10 4 Paになるよう調節した。この状態に於いて
2.45GHzのマイクロ波発生装置から導波管を通し
て200wのマイクロ波をチェンバー内に供給すること
により、チェンバー内基板上にプラズマを形成した。こ
のとき基板温度は1130Kであった。この状態で膜厚
1μmのダイヤモンド層を形成した(成膜時間3時
間)。得られたダイヤモンド層の結晶状態を、RHEE
D法により観察した結果、膜中に双晶は含まれるもの
の、ダイヤモンド単結晶に対応した回折が見られた。解
析の結果、該ダイヤモンド層は双晶を含んだ単結晶ダイ
ヤモンドの(111)面であることが解った(実施例
1)。
【Example】Example 1 and Comparative Examples 1.1 and 1.2 Using the microwave plasma CVD apparatus shown in FIG.
The invention and the conventional method were compared. First of all, the size of 10mm x 20mm
On the (111) surface of the Si of the grain, a known thermal CVD method is used.
As a raw material gas, H2PH of dilution3(5%): 30
0 sccm, H 2Diluted B2H6(1%): 20 scc
m, H2: React at 950 ° C. using 2500 sccm
A BP having a thickness of 0.2 mm was synthesized under the condition that
The obtained BP was subjected to a high-speed reflection electron diffraction method (hereinafter referred to as RHEED
Observation of the (111) plane
It was confirmed to be crystalline. Then, the substrate is
By immersing in acid and removing the Si layer, the single crystal BP
A standing film was obtained. After installing this in the vacuum chamber, C
HFourGas 2 sccm and H2Gas 200sccm true
Simultaneously introducing into the empty chamber,
1 x 10 FourIt was adjusted to Pa. In this state
From the 2.45 GHz microwave generator through the waveguide
To supply 200w microwave into the chamber.
Thus, plasma was formed on the substrate in the chamber. This
At that time, the substrate temperature was 1130K. Film thickness in this state
A 1 μm diamond layer was formed (deposition time 3:00
while). The crystalline state of the obtained diamond layer is RHEE
As a result of observation by the D method, twins are included in the film
The diffraction corresponding to the diamond single crystal was observed. Solution
As a result of the deposition, the diamond layer was a single crystal die containing twins.
It was found that it was the (111) plane of Yamond (Example
1).

【0011】比較のために上記実施例1と同じ条件で面
方位(111)の単結晶Si基板上にダイヤモンド層の
形成を試みたが、鏡面Si上にはダイヤモンドが殆ど生
成せず、極めて一部にダイヤモンドの粒子が観察される
のみであった。すなわち単結晶薄膜を得ることはできな
かった(比較例1・1)。
For comparison, an attempt was made to form a diamond layer on a single crystal Si substrate having a plane orientation (111) under the same conditions as in Example 1 above. Only diamond particles were observed in the area. That is, a single crystal thin film could not be obtained (Comparative Example 1.1).

【0012】また、20〜40μmのダイヤモンド砥粒
で傷つけ処理を施した面方位(111)の単結晶Si基
板上にも上記実施例1と同じ条件てダイヤモンド層の形
成を試み、この場合には膜厚1μmのダイヤモンド層を
得た(成膜時間3時間)。これについてもRHEED法
により、得られた層の結晶状態を観察したが、やはりダ
イヤモンドに対応したスポッティなリングパターンのみ
が得られ、このダイヤモンド層が多結晶であることを確
認した(比較例1・2)。
Further, a diamond layer was tried to be formed on a single crystal Si substrate having a plane orientation (111) which was scratched with diamond abrasive grains of 20 to 40 μm under the same conditions as in Example 1 above. A diamond layer having a film thickness of 1 μm was obtained (film formation time 3 hours). Also for this, the crystal state of the obtained layer was observed by the RHEED method, but again only a spotty ring pattern corresponding to diamond was obtained, and it was confirmed that this diamond layer was polycrystalline (Comparative Example 1. 2).

【0013】実施例2および比較例2・1、比較例2・
図2に示す熱フィラメントCVD装置を用いて本発明と
従来法を比較した。基体としてはフラックス法に従い、
市販のBP粉末とCu3 Pを原料とし、1300℃、1
8atmで再結晶し、粉砕してBPの多い部分を別のル
ツボの下方に設置し、その後このルツボを1400℃、
18atmで20時間保持した後に、これを徐冷するこ
とにより合成された2mm×2mm×1mmの面方位
(100)の単結晶BPを用いた。得られたBPを各種
酸及び有機溶媒によって洗浄した後に、該基体を真空チ
ェンバー内に設置した。真空チェンバー内に基体と対向
して設置されたタングステンフィラメントを2273K
に加熱すると共に、CH4 ガス4sccmおよびH2
ス100sccmを真空チェンバー内に同時に供給して
該チェンバー内を4×103 Paになるよう調節した。
なお基体とフィラメントとの距離は10mmであり、基
体表面の温度は1100K程度であった。この状態で膜
厚2μmのダイヤモンド層を形成した(成膜時間2時
間)。得られたダイヤモンド層の結晶状態をRHEED
法により観察したところ、ダイヤモンド単結晶に対応し
た回折が見られた。解析の結果、該ダイヤモンド層が双
晶を含んだ単結晶ダイヤモンドの(100)面であるこ
とが解った(実施例2)。
Example 2, Comparative Example 2.1 , Comparative Example 2
2 The present invention and the conventional method were compared using the hot filament CVD apparatus shown in FIG. As a substrate, follow the flux method,
Using commercially available BP powder and Cu 3 P as raw materials, 1300 ° C., 1
It was recrystallized at 8 atm, crushed, and the BP-rich part was placed under another crucible.
A single crystal BP having a plane orientation (100) of 2 mm × 2 mm × 1 mm synthesized by holding it at 18 atm for 20 hours and then gradually cooling it was used. After washing the obtained BP with various acids and organic solvents, the substrate was placed in a vacuum chamber. 2273K Tungsten filament installed facing the substrate in the vacuum chamber
While being heated to 4 sccm, 4 sccm of CH 4 gas and 100 sccm of H 2 gas were simultaneously supplied into the vacuum chamber so that the inside of the chamber was adjusted to 4 × 10 3 Pa.
The distance between the substrate and the filament was 10 mm, and the temperature of the substrate surface was about 1100K. In this state, a diamond layer having a film thickness of 2 μm was formed (film formation time 2 hours). The crystal state of the obtained diamond layer is RHEED
When observed by the method, diffraction corresponding to the diamond single crystal was observed. As a result of the analysis, it was found that the diamond layer was the (100) plane of single crystal diamond containing twins (Example 2).

【0014】比較のために上記実施例2と同じ条件で面
方位(100)の単結晶Si鏡面基板上にダイヤモンド
層の形成を試みたが、やはり極めて一部にダイヤモンド
の粒子が観察されるのみで薄膜を得ることはできなかっ
た(比較例2・1)。
For comparison, an attempt was made to form a diamond layer on a single crystal Si mirror-faced substrate having a plane orientation (100) under the same conditions as in Example 2, but only a very small part of diamond particles were observed. No thin film could be obtained (Comparative Example 2.1).

【0015】また、ダイヤモンド砥粒で傷つけ処理を施
した面方位(100)の単結晶Si基板上にも上記実施
例2と同じ条件てダイヤモンド層の形成を試み、この場
合には膜厚1μmのダイヤモンド層を得た(成膜時間1
時間)。これについてもRHEED法により、得られた
層の結晶状態を観察したが、やはりダイヤモンドに対応
したスポッティなリングパターンのみが得られ、このダ
イヤモンド層が多結晶であることを確認した(比較例2
・2)。
Further, a diamond layer was tried to be formed on a single crystal Si substrate having a plane orientation (100) which was scratched with diamond abrasive grains under the same conditions as in Example 2 above. In this case, the film thickness was 1 μm. Obtained a diamond layer (deposition time 1
time). Also for this, the crystal state of the obtained layer was observed by the RHEED method, but again only a spotty ring pattern corresponding to diamond was obtained, and it was confirmed that this diamond layer was polycrystalline (Comparative Example 2).
・ 2).

【0016】実施例3および比較例3・1、比較例3・
図3に示す有磁場マイクロ波プラズマCVD装置を用い
て、本発明と従来法を比較した。基板としては実施例1
と同様、熱CVD法で合成した10mm×20mm×
0.2mmの面方位(111)の単結晶BP基板を用い
た。ただし本実施例ではBPを合成するのに用いたSi
を除去せず、Si上にBPがあるという2層構造のまま
で基板に用いた。これを弗化水素酸およびイソプロピル
アルコールやアセトン等の有機溶媒によって洗浄した。
この基板を真空チェンバー内に設置した後、CH4 ガス
4sccmおよびH2 ガス200sccmを真空チェン
バー内に同時に導入して該チェンバー内を10Paにな
るよう調節した。この状態に於いて2.45GHzのマ
イクロ波発生装置から導波管を通して500wのマイク
ロ波をチェンバー内に供給すると同時に875Gの磁場
を印加することにより、有磁場の下でチェンバー内にプ
ラズマを形成した。このときの基板温度は外部ヒーター
により1000Kに保持した。この状態で膜厚5μmの
ダイヤモンド層を形成した(成膜時間10時間)。得ら
れたダイヤモンド層の結晶状態をRHEED法により観
察したところ、ダイヤモンド単結晶に対応した回折が見
られ、解析の結果、該ダイヤモンド層は双晶を含んだ単
結晶ダイヤモンドの(111)面であることが解った
(実施例3)。
Example 3 and Comparative Example 3.1 , Comparative Example 3
2 The present invention and the conventional method were compared using the magnetic field microwave plasma CVD apparatus shown in FIG. Example 1 as a substrate
10 mm × 20 mm × synthesized by thermal CVD method
A single crystal BP substrate having a plane orientation (111) of 0.2 mm was used. However, in this example, Si used for synthesizing BP was used.
Was not removed and used as a substrate with a two-layer structure in which BP was present on Si. This was washed with hydrofluoric acid and an organic solvent such as isopropyl alcohol and acetone.
After this substrate was placed in a vacuum chamber, CH 4 gas 4 sccm and H 2 gas 200 sccm were simultaneously introduced into the vacuum chamber so that the inside of the chamber was adjusted to 10 Pa. In this state, by supplying a microwave of 500w into the chamber from the 2.45 GHz microwave generator through the waveguide and simultaneously applying a magnetic field of 875 G, plasma was formed in the chamber under a magnetic field. .. The substrate temperature at this time was kept at 1000 K by an external heater. In this state, a diamond layer having a film thickness of 5 μm was formed (film formation time 10 hours). When the crystal state of the obtained diamond layer was observed by the RHEED method, diffraction corresponding to the diamond single crystal was observed, and as a result of analysis, the diamond layer was the (111) plane of single crystal diamond containing twins. It was found (Example 3).

【0017】比較のために上記実施例3と同じ条件で面
方位(0001)の単結晶Al2 3 鏡面基板上にダイ
ヤモンド層の形成を試みたが、比較例1・1および比較
例2・1の鏡面Si基板上の成膜と同様に、極めて一部
にダイヤモンドの粒子が観察されるのみで薄膜を得るこ
とはできなかった(比較例3・1)。
For comparison, a surface was prepared under the same conditions as in Example 3 above.
Orientation (0001) single crystal Al2O 3Die on the mirror substrate
An attempt was made to form a yamond layer, but Comparative Examples 1.1 and Comparative
Similar to the film formation on the mirror-finished Si substrate in Example 2.1, extremely partial
A thin film can be obtained only by observing diamond particles.
Was not possible (Comparative Example 3.1).

【0018】また、ダイヤモンド砥粒で傷つけ処理を施
した面方位(0001)の単結晶Al2 3 基板上にも
上記実施例3と同じ条件てダイヤモンド層の形成を試
み、この場合には膜厚5μmのダイヤモンド層を得た
(成膜時間10時間)。このダイヤモンド膜についても
RHEED法により結晶状態を観察したが、やはりダイ
ヤモンドに対応したスポッティなリングパターンのみが
得られ、このダイヤモンド層が多結晶であることを確認
した(比較例3・2)。
Further, a diamond layer was tried to be formed on a single crystal Al 2 O 3 substrate having a plane orientation (0001) which was scratched with diamond abrasive grains under the same conditions as in Example 3 above. A diamond layer having a thickness of 5 μm was obtained (film forming time: 10 hours). The crystal state of this diamond film was also observed by the RHEED method. However, only a spotty ring pattern corresponding to diamond was obtained, and it was confirmed that this diamond layer was polycrystalline (Comparative Example 3.2).

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、半導体用途や超硬工具
用途などに有用な、面積の大きな平滑ダイヤモンド基板
もしくは単結晶ダイヤモンド基板を大量に且つ安価に製
造できる。
According to the present invention, a large area smooth diamond substrate or single crystal diamond substrate useful for semiconductor applications, cemented carbide tools applications, etc. can be manufactured in large quantities and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施態様においてマイクロ波プラズ
マCVD法による場合を示す概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a case of using a microwave plasma CVD method in an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施態様において熱フィラメント
CVD法による場合を示す概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing a case of a hot filament CVD method in another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の更に他の実施態様において有磁場マイ
クロ波プラズマCVD法による場合を示す概略説明図で
ある。
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing a case of using a magnetic field microwave plasma CVD method in still another embodiment of the present invention.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燐化硼素基板上にダイヤモンド層を有し
てなるダイヤモンド基板。
1. A diamond substrate having a diamond layer on a boron phosphide substrate.
【請求項2】 燐化硼素層上にダイヤモンド層を成長さ
せることを特徴とするダイヤモンド基板の製造方法。
2. A method for manufacturing a diamond substrate, which comprises growing a diamond layer on a boron phosphide layer.
JP3218408A 1991-08-29 1991-08-29 Diamond substrate and its production Pending JPH0558783A (en)

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