JPH06263595A - ダイヤモンド被覆部材及びその製造方法 - Google Patents
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
- C23C16/27—Diamond only
- C23C16/277—Diamond only using other elements in the gas phase besides carbon and hydrogen; using other elements besides carbon, hydrogen and oxygen in case of use of combustion torches; using other elements besides carbon, hydrogen and inert gas in case of use of plasma jets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
- C30B25/105—Heating of the reaction chamber or the substrate by irradiation or electric discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/04—Diamond
Abstract
(57)【要約】
【構成】 基材表面に気相合成法によりダイヤモンド結
晶層が形成されたダイヤモンド被覆部材において、前記
ダイヤモンド結晶層が少なくとも結晶成長初期には平板
状ダイヤモンド結晶であり、これを成長合体させ、結晶
配向性が均一で、表面粗さ0.2μｍRmax以下である多結
晶膜を形成する。 【効果】 高硬度、高熱伝導性を有し、化学的安定性に
優れ、切削工具や耐摩耗性工具、ヒートシンク等に有用
であり、平滑性が良好であるので、光学部品にも有用で
あり、更に種々の不純物をドーピングして半導体として
も利用できる。
晶層が形成されたダイヤモンド被覆部材において、前記
ダイヤモンド結晶層が少なくとも結晶成長初期には平板
状ダイヤモンド結晶であり、これを成長合体させ、結晶
配向性が均一で、表面粗さ0.2μｍRmax以下である多結
晶膜を形成する。 【効果】 高硬度、高熱伝導性を有し、化学的安定性に
優れ、切削工具や耐摩耗性工具、ヒートシンク等に有用
であり、平滑性が良好であるので、光学部品にも有用で
あり、更に種々の不純物をドーピングして半導体として
も利用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体用基板、ヒート
シンク、種々の保護膜、更に光学部品等に使用されるダ
イヤモンド被覆部材及びその製造方法に関するものであ
る。
シンク、種々の保護膜、更に光学部品等に使用されるダ
イヤモンド被覆部材及びその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンド結晶は、高硬度、高熱伝導
性を有し、かつ化学的安定性にも優れているので切削工
具や耐摩耗性工具、更にはヒートシンク（脱熱部）等に
広く使用されている。更に、周期律表３ｂ族元素および
５ｂ族元素等の種々の不純物がドーピングされた、いわ
ゆるダイヤモンド半導体は、Ｓｉなどの半導体よりバン
ドギャップが極めて大きい（５．４ｅＶ）、正孔の移動
度が大きい、電子の移動度もＳｉとほぼ同じである、比
誘電率が小さい、熱伝導率が大きい、等の数多くの利点
を有している。
性を有し、かつ化学的安定性にも優れているので切削工
具や耐摩耗性工具、更にはヒートシンク（脱熱部）等に
広く使用されている。更に、周期律表３ｂ族元素および
５ｂ族元素等の種々の不純物がドーピングされた、いわ
ゆるダイヤモンド半導体は、Ｓｉなどの半導体よりバン
ドギャップが極めて大きい（５．４ｅＶ）、正孔の移動
度が大きい、電子の移動度もＳｉとほぼ同じである、比
誘電率が小さい、熱伝導率が大きい、等の数多くの利点
を有している。
【０００３】ダイヤモンド結晶薄膜は、一般的にＳｉ，
Ｍｏ，等の基板上に凹凸の大きな、多結晶膜として成長
するが、前記のダイヤモンド結晶の特性を生かすべく種
々の基材上にダイヤモンド結晶をエピタキシャル成長さ
せる方法、および平滑性の良いダイヤモンド結晶を形成
する方法が提案されている。
Ｍｏ，等の基板上に凹凸の大きな、多結晶膜として成長
するが、前記のダイヤモンド結晶の特性を生かすべく種
々の基材上にダイヤモンド結晶をエピタキシャル成長さ
せる方法、および平滑性の良いダイヤモンド結晶を形成
する方法が提案されている。
【０００４】例えば、ダイヤモンド単結晶基板上には気
相合成ダイヤモンド結晶がエピタキシャル成長すること
が知られている。また、特開昭６３−２５２９９８号公
報には炭化珪素単結晶基板上に、特開昭６４−３０９８
号公報には酸化物単結晶基板上に、ダイヤモンド単結晶
が成長することが開示されている。更に、特開平２−２
３３５９１号公報には、ダイヤモンド結晶の格子定数と
基板との格子定数の差が２０％以下で、且つ炭素原子モ
ル数／水素ガスモル数＝１〜１０％で単結晶ダイヤモン
ド層が形成されると記載されている。
相合成ダイヤモンド結晶がエピタキシャル成長すること
が知られている。また、特開昭６３−２５２９９８号公
報には炭化珪素単結晶基板上に、特開昭６４−３０９８
号公報には酸化物単結晶基板上に、ダイヤモンド単結晶
が成長することが開示されている。更に、特開平２−２
３３５９１号公報には、ダイヤモンド結晶の格子定数と
基板との格子定数の差が２０％以下で、且つ炭素原子モ
ル数／水素ガスモル数＝１〜１０％で単結晶ダイヤモン
ド層が形成されると記載されている。
【０００５】また、特開平１−３０１８６４号公報に
は、有機系ガスの濃度を３モル％以上にしてダイヤモン
ド結晶、グラファイト結晶及びアモルファス状カーボン
の混合物よりなる最大面粗さが２００Å以下の薄膜を作
製し、ガラス成形型に用いることが記載されている。
は、有機系ガスの濃度を３モル％以上にしてダイヤモン
ド結晶、グラファイト結晶及びアモルファス状カーボン
の混合物よりなる最大面粗さが２００Å以下の薄膜を作
製し、ガラス成形型に用いることが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダイヤ
モンド単結晶基板は非常に高価であり、実用的ではな
い。また、炭化珪素基板、酸化物単結晶基板へのエピタ
キシャル成長は、粒子状の成長（単結晶ダイヤモンド粒
子が分散してエピタキシャル成長する）であり、膜の平
滑性が悪く、通常面粗さ（Ｒｍａｘ）で数百ｎｍ以上の
凹凸が見られる。更に、これらの単結晶基板は非常に高
価なものが多く、コスト的に問題がある。また、特開平
２−２３３５９１号公報にみられる、Ｎｉ，Ｎｉ−Ｃｕ
合金、Ｃｕ等へのエピタキシャル成長も同様で、ダイヤ
モンド結晶が粒子状の成長であり、膜の平坦性が悪いと
いう欠点を有する。
モンド単結晶基板は非常に高価であり、実用的ではな
い。また、炭化珪素基板、酸化物単結晶基板へのエピタ
キシャル成長は、粒子状の成長（単結晶ダイヤモンド粒
子が分散してエピタキシャル成長する）であり、膜の平
滑性が悪く、通常面粗さ（Ｒｍａｘ）で数百ｎｍ以上の
凹凸が見られる。更に、これらの単結晶基板は非常に高
価なものが多く、コスト的に問題がある。また、特開平
２−２３３５９１号公報にみられる、Ｎｉ，Ｎｉ−Ｃｕ
合金、Ｃｕ等へのエピタキシャル成長も同様で、ダイヤ
モンド結晶が粒子状の成長であり、膜の平坦性が悪いと
いう欠点を有する。
【０００７】また、特開平１−３０１８６４号公報記載
のダイヤモンド結晶、グラファイト結晶及びアモルファ
ス状カーボンの混合物よりなる薄膜を用いることにより
最大面粗さ２００Å以下のダイヤモンド薄膜を得ること
ができるが、特にグラファイト結晶の膜中への混入は化
学的安定性、耐酸化性、更に熱伝導性を劣化させる。更
に、半導体として用いることは実質的に不可能である。
のダイヤモンド結晶、グラファイト結晶及びアモルファ
ス状カーボンの混合物よりなる薄膜を用いることにより
最大面粗さ２００Å以下のダイヤモンド薄膜を得ること
ができるが、特にグラファイト結晶の膜中への混入は化
学的安定性、耐酸化性、更に熱伝導性を劣化させる。更
に、半導体として用いることは実質的に不可能である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み成されたもので、本発明は、基材表面に、気相合成法
により形成されたダイヤモンド結晶層が形成されたダイ
ヤモンド被覆部材において、前記ダイヤモンド結晶層が
少なくとも結晶成長初期には、平板状ダイヤモンド結晶
であり、更に、前記ダイヤモンド結晶層は、前記平板状
ダイヤモンド結晶を成長合体させることにより、結晶配
向性が均一で、かつ、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が０．２μ
ｍ以下である多結晶膜であることを特徴とするダイヤモ
ンド被覆部材である。
み成されたもので、本発明は、基材表面に、気相合成法
により形成されたダイヤモンド結晶層が形成されたダイ
ヤモンド被覆部材において、前記ダイヤモンド結晶層が
少なくとも結晶成長初期には、平板状ダイヤモンド結晶
であり、更に、前記ダイヤモンド結晶層は、前記平板状
ダイヤモンド結晶を成長合体させることにより、結晶配
向性が均一で、かつ、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が０．２μ
ｍ以下である多結晶膜であることを特徴とするダイヤモ
ンド被覆部材である。
【０００９】また、本発明は、前記平板状ダイヤモンド
結晶がその基体面の上方向に沿った長さと基体面方向に
沿った長さの比が１：４から１：１０００で、かつ基体
面と結晶上面とがなす角が０〜１０度である平板状ダイ
ヤモンド結晶であることを特徴とするダイヤモンド被覆
部材である。
結晶がその基体面の上方向に沿った長さと基体面方向に
沿った長さの比が１：４から１：１０００で、かつ基体
面と結晶上面とがなす角が０〜１０度である平板状ダイ
ヤモンド結晶であることを特徴とするダイヤモンド被覆
部材である。
【００１０】更に本発明は、原料ガス中の炭素源濃度を
０．０１〜１０％、前記原料ガス中の酸素と炭素との原
子数の比（Ｏ／Ｃ）を０．５≦（Ｏ／Ｃ）≦１．２とし
たＣＶＤ法により基材表面に平板状ダイヤモンド結晶を
堆積し、更に前記平板状ダイヤモンド結晶を成長合体さ
せダイヤモンド結晶層を形成することを特徴とするダイ
ヤモンド被覆部材の製造方法である。
０．０１〜１０％、前記原料ガス中の酸素と炭素との原
子数の比（Ｏ／Ｃ）を０．５≦（Ｏ／Ｃ）≦１．２とし
たＣＶＤ法により基材表面に平板状ダイヤモンド結晶を
堆積し、更に前記平板状ダイヤモンド結晶を成長合体さ
せダイヤモンド結晶層を形成することを特徴とするダイ
ヤモンド被覆部材の製造方法である。
【００１１】また、本発明は、ダイヤモンド結晶の製造
方法が、酸素−アセチレン炎を用いた燃焼炎法であり、
その主たる原料ガス中の酸素とアセチレンとのモル比を
０．９≦（Ｏ2／Ｃ2Ｈ2）≦１．０とした前記燃焼炎法
により基材上に平板状ダイヤモンド結晶を堆積し、前記
平板状ダイヤモンド結晶を成長合体させダイヤモンド結
晶層を形成することを特徴とするダイヤモンド被覆部材
の製造方法である。
方法が、酸素−アセチレン炎を用いた燃焼炎法であり、
その主たる原料ガス中の酸素とアセチレンとのモル比を
０．９≦（Ｏ2／Ｃ2Ｈ2）≦１．０とした前記燃焼炎法
により基材上に平板状ダイヤモンド結晶を堆積し、前記
平板状ダイヤモンド結晶を成長合体させダイヤモンド結
晶層を形成することを特徴とするダイヤモンド被覆部材
の製造方法である。
【００１２】また、本発明は選択堆積法を用いて基材上
に選択的に前記平板状ダイヤモンド結晶を形成し、これ
を成長合体させダイヤモンド結晶層を形成することを特
徴とするダイヤモンド被覆部材の製造方法である。
に選択的に前記平板状ダイヤモンド結晶を形成し、これ
を成長合体させダイヤモンド結晶層を形成することを特
徴とするダイヤモンド被覆部材の製造方法である。
【００１３】
【作用】以下、本発明の作用を本発明をなすに際して得
た知見と共に説明する。
た知見と共に説明する。
【００１４】本発明者は、従来のダイヤモンド被覆部材
の問題点に鑑み、ダイヤモンド合成条件に関し、詳細な
実験を続けた結果、ダイヤモンド合成条件と合成された
ダイヤモンド薄膜の形態、特に配向性への関与を明らか
にすることができたものである。
の問題点に鑑み、ダイヤモンド合成条件に関し、詳細な
実験を続けた結果、ダイヤモンド合成条件と合成された
ダイヤモンド薄膜の形態、特に配向性への関与を明らか
にすることができたものである。
【００１５】すなわち、気相合成中の原料ガス中に酸素
を特定の割合で添加することにより、結晶中の転位、欠
陥量が少ない結晶性の良好な平板状ダイヤモンド結晶
（高さと横幅の比が１：４以上、一般的には１：４．５
以上でかつ基体面と結晶上面とがなす角度が０〜１０
度）が得られ、該平板状ダイヤモンド結晶を少なくとも
結晶成長初期に形成し、更に前記平板状ダイヤモンド結
晶を成長合体させることにより、結晶配向性が高く、表
面粗さ（Ｒｍａｘ）が０．２μｍ以下のダイヤモンド結
晶膜が得られるという知見を得、本発明に到達したもの
である。
を特定の割合で添加することにより、結晶中の転位、欠
陥量が少ない結晶性の良好な平板状ダイヤモンド結晶
（高さと横幅の比が１：４以上、一般的には１：４．５
以上でかつ基体面と結晶上面とがなす角度が０〜１０
度）が得られ、該平板状ダイヤモンド結晶を少なくとも
結晶成長初期に形成し、更に前記平板状ダイヤモンド結
晶を成長合体させることにより、結晶配向性が高く、表
面粗さ（Ｒｍａｘ）が０．２μｍ以下のダイヤモンド結
晶膜が得られるという知見を得、本発明に到達したもの
である。
【００１６】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１７】本発明に用いられる平板状ダイヤモンド結
晶の断面の模式図を図１に、また従来の粒子状ダイヤモ
ンド結晶の断面の模式図を図２に示す。
晶の断面の模式図を図１に、また従来の粒子状ダイヤモ
ンド結晶の断面の模式図を図２に示す。
【００１８】図１中、１は基体で、その上面に本発明に
かかる平板状ダイヤモンド結晶２が形成されている。こ
の平板状ダイヤモンド結晶２の基体面上方向に沿った長
さ（高さ）Ｈと、基板面方向に沿った長さ（横幅）Ｌの
比は１：４以上、一般的には１：４．５以上、好ましく
は、１：５〜１：１０００である。また、基板面１ａと
結晶上面２ａとがなす角θは１０度以下、好ましくは５
度以下である。以下、このような形態を持つダイヤモン
ド結晶を平板状ダイヤモンド結晶と言う。
かかる平板状ダイヤモンド結晶２が形成されている。こ
の平板状ダイヤモンド結晶２の基体面上方向に沿った長
さ（高さ）Ｈと、基板面方向に沿った長さ（横幅）Ｌの
比は１：４以上、一般的には１：４．５以上、好ましく
は、１：５〜１：１０００である。また、基板面１ａと
結晶上面２ａとがなす角θは１０度以下、好ましくは５
度以下である。以下、このような形態を持つダイヤモン
ド結晶を平板状ダイヤモンド結晶と言う。
【００１９】また、従来例の粒子状ダイヤモンド結晶２
１は、高さＨと横幅Ｌの比が１：３以下、一般的には
１：２以下となる。なお、２２は基体である。以下、こ
のような形態のダイヤモンド結晶を粒子状ダイヤモンド
結晶と言う。このとき、粒子上面と基体２２とがなす角
θは、一般的にはランダムとなる。
１は、高さＨと横幅Ｌの比が１：３以下、一般的には
１：２以下となる。なお、２２は基体である。以下、こ
のような形態のダイヤモンド結晶を粒子状ダイヤモンド
結晶と言う。このとき、粒子上面と基体２２とがなす角
θは、一般的にはランダムとなる。
【００２０】本発明で述べる、平板状ダイヤモンド結晶
は非常に高品質な結晶を形成する条件でのみ形成するこ
とができる。たとえば、以下で述べるＣＶＤ法及び燃焼
炎法により平板状ダイヤモンド結晶を形成することがで
きる。
は非常に高品質な結晶を形成する条件でのみ形成するこ
とができる。たとえば、以下で述べるＣＶＤ法及び燃焼
炎法により平板状ダイヤモンド結晶を形成することがで
きる。
【００２１】ＣＶＤ法には熱フィラメントＣＶＤ法、マ
イクロ波ＣＶＤ法、有磁場マイクロ波ＣＶＤ法、直流プ
ラズマＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法等がある。
イクロ波ＣＶＤ法、有磁場マイクロ波ＣＶＤ法、直流プ
ラズマＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法等がある。
【００２２】上記気相合成法に用いる原料ガスの炭素源
としては、メタン、エタン、エチレン、アセチレン等の
炭化水素ガス、及びアルコール、アセトン等の液状有機
化合物、一酸化炭素またはハロゲン化炭素などを用いる
ことができる。さらに適宣、水素、酸素、塩素、フッ素
を含むガスを添加することができる。
としては、メタン、エタン、エチレン、アセチレン等の
炭化水素ガス、及びアルコール、アセトン等の液状有機
化合物、一酸化炭素またはハロゲン化炭素などを用いる
ことができる。さらに適宣、水素、酸素、塩素、フッ素
を含むガスを添加することができる。
【００２３】（１）ＣＶＤ法による平板状ダイヤモンド
結晶の形成 原料ガスは、少なくとも水素、炭素及び酸素元素を含ん
でいることが必要で、１種の原料ガス中に上記全元素を
含んでいてもよく、またいずれかの元素を含む原料ガス
の複数種を組み合わせても良い。この場合、その原料ガ
ス中の炭素源濃度は１０％以下とする必要がある。ここ
で言う炭素源濃度とは、（炭素源ガス流量）×（炭素源
ガス中の炭素原子数）／（全原料ガス流量）×１００で
ある。
結晶の形成 原料ガスは、少なくとも水素、炭素及び酸素元素を含ん
でいることが必要で、１種の原料ガス中に上記全元素を
含んでいてもよく、またいずれかの元素を含む原料ガス
の複数種を組み合わせても良い。この場合、その原料ガ
ス中の炭素源濃度は１０％以下とする必要がある。ここ
で言う炭素源濃度とは、（炭素源ガス流量）×（炭素源
ガス中の炭素原子数）／（全原料ガス流量）×１００で
ある。
【００２４】炭素源ガス中の炭素源原子数は、たとえば
メタン（ＣＨ4）なら１、プロパン（Ｃ3Ｈ8）なら３、
アセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ3）なら３となる。この炭素源
濃度を１０％以下とする理由は、ダイヤモンド結晶の過
飽和度を抑え、特に高さ方向の結晶成長を抑制するため
である。下限は特にないが０．０１％以下では実用的な
平板状ダイヤモンド結晶の形成速度が得られない場合が
ある。
メタン（ＣＨ4）なら１、プロパン（Ｃ3Ｈ8）なら３、
アセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ3）なら３となる。この炭素源
濃度を１０％以下とする理由は、ダイヤモンド結晶の過
飽和度を抑え、特に高さ方向の結晶成長を抑制するため
である。下限は特にないが０．０１％以下では実用的な
平板状ダイヤモンド結晶の形成速度が得られない場合が
ある。
【００２５】更に、ＣＶＤ法においては、原料ガス中の
酸素と炭素の原子数の比（Ｏ／Ｃ）を０．５≦Ｏ／Ｃ≦
１．２、望ましくは０．７≦Ｏ／Ｃ≦１．１とするもの
である。０．５未満では酸素添加効果がなく平板状ダイ
ヤモンド結晶の生成が見られず、また１．２を越えると
酸素のエッチング効果で実用上使用可能なダイヤモンド
形成速度を得ることができない。上記Ｏ／Ｃ値を調節す
るには、例えば、Ｏ2、Ｈ2Ｏ、Ｎ2Ｏなどの酸素添加ガ
スを原料ガス中に添加することで行うことができる。
酸素と炭素の原子数の比（Ｏ／Ｃ）を０．５≦Ｏ／Ｃ≦
１．２、望ましくは０．７≦Ｏ／Ｃ≦１．１とするもの
である。０．５未満では酸素添加効果がなく平板状ダイ
ヤモンド結晶の生成が見られず、また１．２を越えると
酸素のエッチング効果で実用上使用可能なダイヤモンド
形成速度を得ることができない。上記Ｏ／Ｃ値を調節す
るには、例えば、Ｏ2、Ｈ2Ｏ、Ｎ2Ｏなどの酸素添加ガ
スを原料ガス中に添加することで行うことができる。
【００２６】また、アルコールなどの酸素含有有機化合
物を炭素源として用いる場合は、比較的低いＯ／Ｃ値で
も平板状ダイヤモンド結晶が形成可能である。例えば、
原料ガスとして水素とエタノール（Ｃ2Ｈ5ＯＨ）を用い
た場合、Ｏ／Ｃ＝０．５で、良質の平板状ダイヤモンド
結晶が形成可能である。この理由の詳細は不明である
が、酸素含有化合物は、酸素の活性種（ＯＨラジカル）
が形成されやすいため、と考えられる。
物を炭素源として用いる場合は、比較的低いＯ／Ｃ値で
も平板状ダイヤモンド結晶が形成可能である。例えば、
原料ガスとして水素とエタノール（Ｃ2Ｈ5ＯＨ）を用い
た場合、Ｏ／Ｃ＝０．５で、良質の平板状ダイヤモンド
結晶が形成可能である。この理由の詳細は不明である
が、酸素含有化合物は、酸素の活性種（ＯＨラジカル）
が形成されやすいため、と考えられる。
【００２７】また、本発明の平板状ダイヤモンド結晶
は、比較的核発生の少ないときのみに形成される。プラ
ズマＣＶＤ法及び熱フィラメントＣＶＤ法では、２×１
０6個／ｍｍ2以下の時のみ、好ましくは、１×１０2〜
１×１０5個／ｍｍ2で、平板状ダイヤモンド結晶が形成
される。この理由の詳細は不明であるが、本発明の平板
状ダイヤモンド結晶の形成には高さ方向の成長を抑える
ために、十分な量のエッチングガス（水素ラジカル、ま
たはＯＨラジカル）が必要であり、また横方向の成長を
促進させるため、側面にも十分な量のダイヤモンド形成
に関与する活性種（ＣＨxラジカル種等）が到達するこ
とが必要なためである。このため、核発生密度を低くし
なければならないと考えられる。
は、比較的核発生の少ないときのみに形成される。プラ
ズマＣＶＤ法及び熱フィラメントＣＶＤ法では、２×１
０6個／ｍｍ2以下の時のみ、好ましくは、１×１０2〜
１×１０5個／ｍｍ2で、平板状ダイヤモンド結晶が形成
される。この理由の詳細は不明であるが、本発明の平板
状ダイヤモンド結晶の形成には高さ方向の成長を抑える
ために、十分な量のエッチングガス（水素ラジカル、ま
たはＯＨラジカル）が必要であり、また横方向の成長を
促進させるため、側面にも十分な量のダイヤモンド形成
に関与する活性種（ＣＨxラジカル種等）が到達するこ
とが必要なためである。このため、核発生密度を低くし
なければならないと考えられる。
【００２８】（２）燃焼炎法による平板状ダイヤモンド
結晶の形成 燃焼炎法では、酸素−アセチレン炎を用いるが、この主
たる原料ガス中の酸素とアセチレンとのモル比の値は
０．９≦Ｏ2／Ｃ2Ｈ2≦１．０となるように、好ましく
は、０．９５≦Ｏ2／Ｃ2Ｈ2≦０．９９とすることで、
再現性良く、さらに比較的高い成長速度（数十μｍ／ｈ
ｒ：横幅の成長速度）でダイヤモンド結晶を形成するこ
とができる。
結晶の形成 燃焼炎法では、酸素−アセチレン炎を用いるが、この主
たる原料ガス中の酸素とアセチレンとのモル比の値は
０．９≦Ｏ2／Ｃ2Ｈ2≦１．０となるように、好ましく
は、０．９５≦Ｏ2／Ｃ2Ｈ2≦０．９９とすることで、
再現性良く、さらに比較的高い成長速度（数十μｍ／ｈ
ｒ：横幅の成長速度）でダイヤモンド結晶を形成するこ
とができる。
【００２９】上述の燃焼炎法の場合、ダイヤモンド結晶
の核発生密度は１×１０5個／ｍｍ2以下、好ましくは１
×１０2〜１×１０5個／ｍｍ2とする。燃焼炎法で、特
に核発生密度を下げなければならない理由は、燃焼炎法
では熱フィラメントＣＶＤ法や、マイクロ波ＣＶＤ法に
比べて、平板状ダイヤモンド結晶の横方向成長速度が１
０倍以上（数十μｍ／ｈｒ）速いためである。熱フィラ
メントＣＶＤ法や種々のプラズマＣＶＤ法においても、
広い横幅の平板状ダイヤモンド結晶の間隔を十分開ける
必要がある。必要な間隔は、形成条件により一概には言
えないが、平板状ダイヤモンド結晶の横幅分（横幅が１
０μｍなら１０μｍ間隔）程度である。
の核発生密度は１×１０5個／ｍｍ2以下、好ましくは１
×１０2〜１×１０5個／ｍｍ2とする。燃焼炎法で、特
に核発生密度を下げなければならない理由は、燃焼炎法
では熱フィラメントＣＶＤ法や、マイクロ波ＣＶＤ法に
比べて、平板状ダイヤモンド結晶の横方向成長速度が１
０倍以上（数十μｍ／ｈｒ）速いためである。熱フィラ
メントＣＶＤ法や種々のプラズマＣＶＤ法においても、
広い横幅の平板状ダイヤモンド結晶の間隔を十分開ける
必要がある。必要な間隔は、形成条件により一概には言
えないが、平板状ダイヤモンド結晶の横幅分（横幅が１
０μｍなら１０μｍ間隔）程度である。
【００３０】本発明では、少なくとも結晶成長初期にお
いて平板状ダイヤモンド結晶を形成する必要があるた
め、核発生密度を前記条件内に制御する必要がある。
いて平板状ダイヤモンド結晶を形成する必要があるた
め、核発生密度を前記条件内に制御する必要がある。
【００３１】核発生密度の調整方法として、例えば核発
生増加方法は、基体表面をダイヤモンドペーストや炭化
珪素砥粒で傷つけ処理を行う、または、１μｍ以下のダ
イヤモンド、炭化珪素、窒化ホウ素、窒化炭素等の微粒
子を基体表面に塗布する、鉄、コバルト、ニッケル等の
鉄系金属を基体表面にごく薄く（数ｎｍ〜数十ｎｍ）形
成する、等を挙げることができる。また、核発生密度低
下方法は、基体表面をメカノケミカルポリッシングによ
り鏡面研磨する、大気中または酸素雰囲気中で６００〜
１０００℃でアニール処理する、反応性イオンエッチン
グ法やイオンビームエッチング法によりドライエッチン
グ処理を行う、種々の酸、アルカリによりウェットエッ
チング処理を行う、等を挙げることができる。以上のよ
うな核発生密度調整法により、結晶成長初期において平
板状ダイヤモンド結晶を形成することができる。
生増加方法は、基体表面をダイヤモンドペーストや炭化
珪素砥粒で傷つけ処理を行う、または、１μｍ以下のダ
イヤモンド、炭化珪素、窒化ホウ素、窒化炭素等の微粒
子を基体表面に塗布する、鉄、コバルト、ニッケル等の
鉄系金属を基体表面にごく薄く（数ｎｍ〜数十ｎｍ）形
成する、等を挙げることができる。また、核発生密度低
下方法は、基体表面をメカノケミカルポリッシングによ
り鏡面研磨する、大気中または酸素雰囲気中で６００〜
１０００℃でアニール処理する、反応性イオンエッチン
グ法やイオンビームエッチング法によりドライエッチン
グ処理を行う、種々の酸、アルカリによりウェットエッ
チング処理を行う、等を挙げることができる。以上のよ
うな核発生密度調整法により、結晶成長初期において平
板状ダイヤモンド結晶を形成することができる。
【００３２】また、本発明の平板状ダイヤモンド結晶の
上面は、３角形または６角形のモルフォロジィーを持つ
｛１１１｝面、さらには４角形または８角形のモルフォ
ロジィーを持つ｛１００｝面である。また側面は｛１１
１｝面または｛１００｝面よりなっている。
上面は、３角形または６角形のモルフォロジィーを持つ
｛１１１｝面、さらには４角形または８角形のモルフォ
ロジィーを持つ｛１００｝面である。また側面は｛１１
１｝面または｛１００｝面よりなっている。
【００３３】この上面のモルフォロジィーは、主として
結晶形成時の基体温度に依存する。この基体温度が４０
０℃以上、９００℃以下のとき、望ましくは６００℃以
上、７００℃以下のときに、上面は３角形または６角形
の｛１１１｝面となる。また、９５０℃以上、１３００
℃以下のとき、望ましくは１０００℃以上、１２００℃
以下のとき、上面は４角形または８角形の｛１００｝面
となる。また、ダイヤモンド合成雰囲気中の炭素源濃度
が低い場合、上面が｛１１１｝面に、また高い場合に、
上面が｛１００｝面になる傾向がある。
結晶形成時の基体温度に依存する。この基体温度が４０
０℃以上、９００℃以下のとき、望ましくは６００℃以
上、７００℃以下のときに、上面は３角形または６角形
の｛１１１｝面となる。また、９５０℃以上、１３００
℃以下のとき、望ましくは１０００℃以上、１２００℃
以下のとき、上面は４角形または８角形の｛１００｝面
となる。また、ダイヤモンド合成雰囲気中の炭素源濃度
が低い場合、上面が｛１１１｝面に、また高い場合に、
上面が｛１００｝面になる傾向がある。
【００３４】本発明の平板状ダイヤモンド結晶は、単結
晶、または平板中に双晶面が形成された双晶結晶であ
る。特に、基体温度が４００℃以上、９００℃以下で形
成された、上面が｛１１１｝面の平板状ダイヤモンド結
晶は、上面に平行に双晶面の形成されているものが多
い。これは、双晶面の形成により凹入角が形成されるた
めで、凹入角効果と呼ばれる働きにより、凹入角のある
方向に結晶の成長が促進されやすく、平板状ダイヤモン
ド結晶の形成が進むためと考えられる。なお、上面に平
行に形成された双晶面は一つだけでなく、２以上形成さ
れることもある。
晶、または平板中に双晶面が形成された双晶結晶であ
る。特に、基体温度が４００℃以上、９００℃以下で形
成された、上面が｛１１１｝面の平板状ダイヤモンド結
晶は、上面に平行に双晶面の形成されているものが多
い。これは、双晶面の形成により凹入角が形成されるた
めで、凹入角効果と呼ばれる働きにより、凹入角のある
方向に結晶の成長が促進されやすく、平板状ダイヤモン
ド結晶の形成が進むためと考えられる。なお、上面に平
行に形成された双晶面は一つだけでなく、２以上形成さ
れることもある。
【００３５】本発明においては、少なくとも結晶成長初
期に形成した平板状ダイヤモンド結晶を合体成長させ、
その結晶配向性を維持したまま膜状成長させる。平板状
ダイヤモンド結晶は｛１１１｝面又は｛１００｝面配向
性を有しているので、その成長合体したダイヤモンド膜
は表面の平滑なまたは、粒界の段差も小さい凹凸の少な
い形状を有する。このため、膜の表面粗さ（Ｒｍａｘ）
は、０．２μｍ以下、一般的には０．１μｍ以下、更に
好適には０．０８μｍ以下となる。前記ダイヤモンド膜
はそのままでも充分に種々のダイヤモンド被覆部材とし
て用いることができるが、更なる特性向上のために、膜
を鏡面研磨して用いても良い。この場合も、すでにダイ
ヤモンド膜は充分平滑であるため、一般の多結晶ダイヤ
モンド膜の鏡面研磨に比べ、その研磨工程は簡便で短時
間であることは言うまでもない。
期に形成した平板状ダイヤモンド結晶を合体成長させ、
その結晶配向性を維持したまま膜状成長させる。平板状
ダイヤモンド結晶は｛１１１｝面又は｛１００｝面配向
性を有しているので、その成長合体したダイヤモンド膜
は表面の平滑なまたは、粒界の段差も小さい凹凸の少な
い形状を有する。このため、膜の表面粗さ（Ｒｍａｘ）
は、０．２μｍ以下、一般的には０．１μｍ以下、更に
好適には０．０８μｍ以下となる。前記ダイヤモンド膜
はそのままでも充分に種々のダイヤモンド被覆部材とし
て用いることができるが、更なる特性向上のために、膜
を鏡面研磨して用いても良い。この場合も、すでにダイ
ヤモンド膜は充分平滑であるため、一般の多結晶ダイヤ
モンド膜の鏡面研磨に比べ、その研磨工程は簡便で短時
間であることは言うまでもない。
【００３６】また、本発明におけるダイヤモンド膜は、
原料ガス中に酸素元素を含んだ雰囲気のため、高品質結
晶であり、膜中に、非ダイヤモンド炭素、特にグラファ
イト結晶をほとんど含んでいない。このため、膜硬度、
耐酸化性、熱伝導性は非常に高く、更に半導体特性も向
上する。
原料ガス中に酸素元素を含んだ雰囲気のため、高品質結
晶であり、膜中に、非ダイヤモンド炭素、特にグラファ
イト結晶をほとんど含んでいない。このため、膜硬度、
耐酸化性、熱伝導性は非常に高く、更に半導体特性も向
上する。
【００３７】本発明で用いられる基体は、シリコン、ゲ
ルマニウム、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体基板、アルミ
ナ、ジルコニアのような酸化物系セラミックス、炭化珪
素，窒化珪素，炭化チタン，窒化チタン，炭化タングス
テンなどの炭化物，窒化物系セラミックス、更に、ＷＣ
系の超硬合金、モリブデン，タングステン，タンタル、
銅、金、銀、プラチナ等の金属等を用いることができ
る。基体の形状は、使用方法、目的、条件により任意に
決めることができるが、例えば反射鏡として用いる場
合、基材を平面形状または曲面形状にし、その平面また
は曲面上に気相合成法を用いて前記ダイヤモンド結晶膜
を形成する。
ルマニウム、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体基板、アルミ
ナ、ジルコニアのような酸化物系セラミックス、炭化珪
素，窒化珪素，炭化チタン，窒化チタン，炭化タングス
テンなどの炭化物，窒化物系セラミックス、更に、ＷＣ
系の超硬合金、モリブデン，タングステン，タンタル、
銅、金、銀、プラチナ等の金属等を用いることができ
る。基体の形状は、使用方法、目的、条件により任意に
決めることができるが、例えば反射鏡として用いる場
合、基材を平面形状または曲面形状にし、その平面また
は曲面上に気相合成法を用いて前記ダイヤモンド結晶膜
を形成する。
【００３８】また、平板状ダイヤモンド結晶は、たとえ
ば本発明者らの特開平２−３０６９７号公報に基づくダ
イヤモンド結晶の選択堆積法により、所望の部位のみに
形成してもかまわない。また、上記特開平２−３０６９
７号公報に基づき、核発生サイトを１０μｍ2以下と十
分小さくすることにより、単一核よりなるダイヤモンド
結晶を用いてもよい。ただし、燃焼炎法において単一核
よりなるダイヤモンド結晶を形成する場合は、その他の
合成法より核発生密度が小さく、核発生サイトを１０μ
ｍ2以下とすると析出抜けが生じやすいため、核発生サ
イトを１００μｍ2以下１０μｍ2を越えた値、望ましく
は２５μｍ2から８０μｍ2とすることが好ましい。
ば本発明者らの特開平２−３０６９７号公報に基づくダ
イヤモンド結晶の選択堆積法により、所望の部位のみに
形成してもかまわない。また、上記特開平２−３０６９
７号公報に基づき、核発生サイトを１０μｍ2以下と十
分小さくすることにより、単一核よりなるダイヤモンド
結晶を用いてもよい。ただし、燃焼炎法において単一核
よりなるダイヤモンド結晶を形成する場合は、その他の
合成法より核発生密度が小さく、核発生サイトを１０μ
ｍ2以下とすると析出抜けが生じやすいため、核発生サ
イトを１００μｍ2以下１０μｍ2を越えた値、望ましく
は２５μｍ2から８０μｍ2とすることが好ましい。
【００３９】ダイヤモンドの選択堆積法は、例えば本発
明者らの特開平２−３０６９７号公報に開示された方法
を挙げることができるが、特にこの方法に限定されるも
のではない。
明者らの特開平２−３０６９７号公報に開示された方法
を挙げることができるが、特にこの方法に限定されるも
のではない。
【００４０】特開平２−３０６９７号公報に開示されて
いる方法は、基板表面の傷つけ処理を施した後、基板に
パターン状マスクを形成し、エッチング処理を行い、マ
スクを除去することにより傷つけ処理した部位をパター
ン状に形成する方法である。なお、基板にパターン状に
マスク部材を設け、基体表面に傷つけ処理を施し、更に
エッチング処理によりパターン状に形成した該マスク部
材を除去することにより、傷つけ処理した部位をパター
ン状に形成する方法でもよい。また、基体表面に傷つけ
処理を施した後、耐熱性を有するマスク部材をパターン
状に形成することにより傷つけ処理した部位をパターン
状に形成する方法でもよい。ダイヤモンド砥粒を用いた
傷つけ処理の方法は、特定の方法に限定されるものでは
なく、例えばダイヤモンド砥粒を用いて研磨を行う、超
音波処理を行う、またはサンドブラストを行う、等の方
法がある。
いる方法は、基板表面の傷つけ処理を施した後、基板に
パターン状マスクを形成し、エッチング処理を行い、マ
スクを除去することにより傷つけ処理した部位をパター
ン状に形成する方法である。なお、基板にパターン状に
マスク部材を設け、基体表面に傷つけ処理を施し、更に
エッチング処理によりパターン状に形成した該マスク部
材を除去することにより、傷つけ処理した部位をパター
ン状に形成する方法でもよい。また、基体表面に傷つけ
処理を施した後、耐熱性を有するマスク部材をパターン
状に形成することにより傷つけ処理した部位をパターン
状に形成する方法でもよい。ダイヤモンド砥粒を用いた
傷つけ処理の方法は、特定の方法に限定されるものでは
なく、例えばダイヤモンド砥粒を用いて研磨を行う、超
音波処理を行う、またはサンドブラストを行う、等の方
法がある。
【００４１】基体上にダイヤモンド砥粒を用いて傷つけ
処理した部位をパターン状に形成することでダイヤモン
ドの選択堆積を行う方法の一例について、図５Ａ〜Ｆの
模式図に従って説明する。
処理した部位をパターン状に形成することでダイヤモン
ドの選択堆積を行う方法の一例について、図５Ａ〜Ｆの
模式図に従って説明する。
【００４２】まず、基体５１表面にダイヤモンド砥粒を
用いて均一に傷つけ処理を施す（工程Ａ）。この基体表
面にマスク５２を形成する（工程Ｂ）。このマスクの材
料としてはどのようなものでもかまわないが、例えばフ
ォトリソグラフィー法（光描画法）を用いてパターン状
に形成されたレジストなどがあげられる。次にマスク５
２を介して基体５１をエッチングすることにより傷つけ
処理した部位をパターン状に形成する（工程Ｃ）。上記
エッチングはドライエッチングでもウェットエッチング
でもどちらでもよい。ウェットエッチングの場合、例え
ばフッ酸、硝酸混液によるエッチングなどをあげること
ができる。またドライエッチングの場合、プラズマエッ
チング、イオンビームエッチングなどを挙げることがで
きる。プラズマエッチングのエッチングガスとしては、
ＣＦ4ガス及び、ＣＦ4ガスに酸素，アルゴンなどのガス
を加えたものを用いることができる。イオンビームエッ
チングのエッチングガスとしてはＡｒ，Ｈｅ，Ｎｅ等の
希ガスや酸素、フッ素、水素、ＣＦ4等のガスも可能で
ある。エッチング深さは１０ｎｍ以上、望ましくは５０
〜１０００ｎｍ、最適には８０〜２００ｎｍ程度が好ま
しい。次に、マスク５２を除去し（工程Ｄ）、気相合成
法を用いてダイヤモンド形成を行うと、傷つけ処理を施
した部位のみに選択的に平板状ダイヤモンド結晶５３が
形成される（工程Ｅ）。更に、本発明では前記平板状ダ
イヤモンド結晶を成長合体させて、結晶配向性の高い、
かつ表面粗さの小さいダイヤモンド結晶膜５４を形成
し、ダイヤモンド被覆部材とする（工程Ｆ）。前記結晶
配向性の高い、かつ表面粗さの小さいダイヤモンド結晶
膜を得るための膜厚は、合成条件、特に核発生密度に大
きく依存し、一概に言うことはできないが、一般的に１
０μｍ程度の膜厚にすれば前記ダイヤモンド結晶膜を得
ることができる。
用いて均一に傷つけ処理を施す（工程Ａ）。この基体表
面にマスク５２を形成する（工程Ｂ）。このマスクの材
料としてはどのようなものでもかまわないが、例えばフ
ォトリソグラフィー法（光描画法）を用いてパターン状
に形成されたレジストなどがあげられる。次にマスク５
２を介して基体５１をエッチングすることにより傷つけ
処理した部位をパターン状に形成する（工程Ｃ）。上記
エッチングはドライエッチングでもウェットエッチング
でもどちらでもよい。ウェットエッチングの場合、例え
ばフッ酸、硝酸混液によるエッチングなどをあげること
ができる。またドライエッチングの場合、プラズマエッ
チング、イオンビームエッチングなどを挙げることがで
きる。プラズマエッチングのエッチングガスとしては、
ＣＦ4ガス及び、ＣＦ4ガスに酸素，アルゴンなどのガス
を加えたものを用いることができる。イオンビームエッ
チングのエッチングガスとしてはＡｒ，Ｈｅ，Ｎｅ等の
希ガスや酸素、フッ素、水素、ＣＦ4等のガスも可能で
ある。エッチング深さは１０ｎｍ以上、望ましくは５０
〜１０００ｎｍ、最適には８０〜２００ｎｍ程度が好ま
しい。次に、マスク５２を除去し（工程Ｄ）、気相合成
法を用いてダイヤモンド形成を行うと、傷つけ処理を施
した部位のみに選択的に平板状ダイヤモンド結晶５３が
形成される（工程Ｅ）。更に、本発明では前記平板状ダ
イヤモンド結晶を成長合体させて、結晶配向性の高い、
かつ表面粗さの小さいダイヤモンド結晶膜５４を形成
し、ダイヤモンド被覆部材とする（工程Ｆ）。前記結晶
配向性の高い、かつ表面粗さの小さいダイヤモンド結晶
膜を得るための膜厚は、合成条件、特に核発生密度に大
きく依存し、一概に言うことはできないが、一般的に１
０μｍ程度の膜厚にすれば前記ダイヤモンド結晶膜を得
ることができる。
【００４３】更に、本発明のダイヤモンド被覆部材は、
前記ダイヤモンド結晶膜上に、種々の半導体素子を形成
することも可能である。例えば、前記ダイヤモンド結晶
膜上に、周期律表３ｂ族元素あるいは５ｂ族元素等の種
々の不純物がドーピングされた、いわゆるダイヤモンド
半導体を形成することも可能であり、更にＳｉ，Ｇｅ，
ＧａＡｓ等の半導体結晶を形成しても良い。
前記ダイヤモンド結晶膜上に、種々の半導体素子を形成
することも可能である。例えば、前記ダイヤモンド結晶
膜上に、周期律表３ｂ族元素あるいは５ｂ族元素等の種
々の不純物がドーピングされた、いわゆるダイヤモンド
半導体を形成することも可能であり、更にＳｉ，Ｇｅ，
ＧａＡｓ等の半導体結晶を形成しても良い。
【００４４】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づき本発明を具体
的に説明するが、本発明は以下の実施例により限定され
るものではない。
的に説明するが、本発明は以下の実施例により限定され
るものではない。
【００４５】実施例１ 本実施例では、燃焼炎法を用いてダイヤモンド結晶膜を
形成した。
形成した。
【００４６】図３は酸素−アセチレン炎バーナーを用い
た燃焼炎法を示す模式図であり、３１はバーナー、３２
は基体、３３は内炎、３４は外炎、３５は基体ホルダー
で、水冷により基体を冷却している。
た燃焼炎法を示す模式図であり、３１はバーナー、３２
は基体、３３は内炎、３４は外炎、３５は基体ホルダー
で、水冷により基体を冷却している。
【００４７】基材としてＳｉＣ焼結体をφ５０×８tの
形状に加工した後、ＣＶＤ法で多結晶ＳｉＣ膜を形成
し、その後、表面をＲｍａｘ＝０．０４μｍに鏡面研磨
したものを用いた。この基材を良く洗浄した後、図３に
示す燃焼炎法装置に設置した。ガス流量はアセチレン：
２ｌ／ｍｉｎ，酸素：１．９１ｌ／ｍｉｎ（Ｏ2／Ｃ2Ｈ
2＝０．９５）とし、基材温度は６５０℃、合成時間は
３時間とした。以上のように形成したダイヤモンド結晶
膜は、｛１１１｝面配向の多結晶膜で、表面粗さ（Ｒｍ
ａｘ）は０．１３μｍであった。
形状に加工した後、ＣＶＤ法で多結晶ＳｉＣ膜を形成
し、その後、表面をＲｍａｘ＝０．０４μｍに鏡面研磨
したものを用いた。この基材を良く洗浄した後、図３に
示す燃焼炎法装置に設置した。ガス流量はアセチレン：
２ｌ／ｍｉｎ，酸素：１．９１ｌ／ｍｉｎ（Ｏ2／Ｃ2Ｈ
2＝０．９５）とし、基材温度は６５０℃、合成時間は
３時間とした。以上のように形成したダイヤモンド結晶
膜は、｛１１１｝面配向の多結晶膜で、表面粗さ（Ｒｍ
ａｘ）は０．１３μｍであった。
【００４８】なお、前記合成条件と同様な条件、基材を
用いて合成時間を１時間とした測定用サンプルを別途作
製して、走査型電子顕微鏡で観察したところ、粒子径が
約１０μｍで６角形の｛１１１｝面を上面とし、更に高
さと横幅の比が１：４以上の平板状ダイヤモンド結晶が
観察された。また、析出密度は、約４０００個／ｍｍ 2
で基材上に分散して形成されていた。
用いて合成時間を１時間とした測定用サンプルを別途作
製して、走査型電子顕微鏡で観察したところ、粒子径が
約１０μｍで６角形の｛１１１｝面を上面とし、更に高
さと横幅の比が１：４以上の平板状ダイヤモンド結晶が
観察された。また、析出密度は、約４０００個／ｍｍ 2
で基材上に分散して形成されていた。
【００４９】次に、本実施例によるダイヤモンド被覆部
材をエキシマレーザー用ミラーとして用いたところ、良
好な反射率を示し、且つレーザー照射後もレーザー照射
損傷は観察されなかった。
材をエキシマレーザー用ミラーとして用いたところ、良
好な反射率を示し、且つレーザー照射後もレーザー照射
損傷は観察されなかった。
【００５０】比較例１ Ｏ2／Ｃ2Ｈ2＝０．８５とする以外は実施例１と同様に
してダイヤモンド結晶膜を形成し、ダイヤモンド被覆部
材を作製した。この時得られたダイヤモンド膜は、配向
性を有さない多結晶膜で、その表面粗さ（Ｒｍａｘ）は
０．５μｍであった。このため、本比較例のダイヤモン
ド被覆部材はエキシマレーザー用ミラーとして使用不可
能であることが分かったが、更に比較のため、レーザー
照射を行い、レーザー照射損傷を観察したところ、膜の
損傷（ダイヤモンド膜が熱によりグラファイト化し、更
に酸化により除去されたものと考えられる）が観察され
た。なお、実施例１と同様に測定用サンプルを作製し、
走査型電子顕微鏡観察を行ったところ、析出物は、平板
状ダイヤモンド結晶ではなく、粒子状ダイヤモンド結晶
であることが分かった。
してダイヤモンド結晶膜を形成し、ダイヤモンド被覆部
材を作製した。この時得られたダイヤモンド膜は、配向
性を有さない多結晶膜で、その表面粗さ（Ｒｍａｘ）は
０．５μｍであった。このため、本比較例のダイヤモン
ド被覆部材はエキシマレーザー用ミラーとして使用不可
能であることが分かったが、更に比較のため、レーザー
照射を行い、レーザー照射損傷を観察したところ、膜の
損傷（ダイヤモンド膜が熱によりグラファイト化し、更
に酸化により除去されたものと考えられる）が観察され
た。なお、実施例１と同様に測定用サンプルを作製し、
走査型電子顕微鏡観察を行ったところ、析出物は、平板
状ダイヤモンド結晶ではなく、粒子状ダイヤモンド結晶
であることが分かった。
【００５１】実施例２ 本実施例では、熱フィラメントＣＶＤ法を用いてダイヤ
モンド結晶を形成した。
モンド結晶を形成した。
【００５２】図４は、水素−エチルアルコールを原料ガ
スとする熱フィラメントＣＶＤ法による装置の例を示す
模式図である。４１は石英反応管、４２は電気炉、４３
はタンタル製フィラメント、４４は基体、４５は原料ガ
ス導入口で、不図示のガスボンベ及びアルコール気化装
置、流量調整器、バルブ等が接続されている。４６はガ
ス排気口で、不図示の圧力調整用バルブ及び排気系（メ
カニカルブースターポンプにロータリーポンプが接続）
が接続されている。
スとする熱フィラメントＣＶＤ法による装置の例を示す
模式図である。４１は石英反応管、４２は電気炉、４３
はタンタル製フィラメント、４４は基体、４５は原料ガ
ス導入口で、不図示のガスボンベ及びアルコール気化装
置、流量調整器、バルブ等が接続されている。４６はガ
ス排気口で、不図示の圧力調整用バルブ及び排気系（メ
カニカルブースターポンプにロータリーポンプが接続）
が接続されている。
【００５３】基材としてＳｉＣ焼結体をφ４０×５tの
形状に加工した後、ＣＶＤ法で多結晶ＳｉＣ膜を形成
し、その後、表面をＲｍａｘ＝０．０４μｍに鏡面研磨
したものを用いた。また、前処理として炭化珪素砥粒
（１μｍ以下）による傷つけ処理を行った。この基材を
良く洗浄した後、図４の装置に設置し、ダイヤモンド合
成を行った。原料ガス流量は、水素：２００ｍｌ／ｍｉ
ｎ、エチルアルコール：２ｍｌ／ｍｉｎで、フィラメン
ト温度：２０５０℃、基体温度：６５０℃、圧力：１．
３×１０4Ｐａ、合成時間：１０時間とした。以上のよ
うにして形成したダイヤモンド結晶膜は、｛１１１｝面
を配向の多結晶膜で、膜の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は０．
１０μｍであった。
形状に加工した後、ＣＶＤ法で多結晶ＳｉＣ膜を形成
し、その後、表面をＲｍａｘ＝０．０４μｍに鏡面研磨
したものを用いた。また、前処理として炭化珪素砥粒
（１μｍ以下）による傷つけ処理を行った。この基材を
良く洗浄した後、図４の装置に設置し、ダイヤモンド合
成を行った。原料ガス流量は、水素：２００ｍｌ／ｍｉ
ｎ、エチルアルコール：２ｍｌ／ｍｉｎで、フィラメン
ト温度：２０５０℃、基体温度：６５０℃、圧力：１．
３×１０4Ｐａ、合成時間：１０時間とした。以上のよ
うにして形成したダイヤモンド結晶膜は、｛１１１｝面
を配向の多結晶膜で、膜の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は０．
１０μｍであった。
【００５４】なお、前記合成条件と同様な条件、基材で
合成時間を３時間とした測定用サンプルを別途作製し
て、走査型電子顕微鏡で観察したところ、型表面に粒子
径が約４μｍで６角形の｛１１１｝上面とし、更に高さ
と横幅の比が１：４以上の平板状ダイヤモンド結晶が形
成されているのが観察された。
合成時間を３時間とした測定用サンプルを別途作製し
て、走査型電子顕微鏡で観察したところ、型表面に粒子
径が約４μｍで６角形の｛１１１｝上面とし、更に高さ
と横幅の比が１：４以上の平板状ダイヤモンド結晶が形
成されているのが観察された。
【００５５】前記ダイヤモンド被覆部材を、通常のラッ
ピング処理を施すことにより、膜の表面粗さを０．０２
μｍまで研磨を行った。次に、前記ダイヤモンド被覆部
材をエキシマレーザー用ミラーとして用いたところ、良
好な反射率を示し、且つレーザー照射後もレーザー照射
損傷は観察されなかった。
ピング処理を施すことにより、膜の表面粗さを０．０２
μｍまで研磨を行った。次に、前記ダイヤモンド被覆部
材をエキシマレーザー用ミラーとして用いたところ、良
好な反射率を示し、且つレーザー照射後もレーザー照射
損傷は観察されなかった。
【００５６】実施例３ 本実施例では、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によりダイ
ヤモンド結晶を形成した。
ヤモンド結晶を形成した。
【００５７】基材としてＳｉ単結晶基板を所定の形状に
加工した後、前処理として炭化珪素砥粒（１μｍ以下）
による傷つけ処理を行った。この基材を良く洗浄した
後、マイクロ波ブラズマＣＶＤ装置に設置した。ガス流
量は、水素：１００ｍｌ／ｍｉｎ、一酸化炭素：５ｍｌ
／ｍｉｎとし、基材温度は６５０℃、圧力：１．３×１
０4Ｐａ，マイクロ波出力：５００Ｗ、合成時間は１２
時間とした。以上のように形成したダイヤモンド結晶
は、｛１１１｝面配向の多結晶で、表面粗さ（Ｒｍａ
ｘ）は０．０８μｍであった。
加工した後、前処理として炭化珪素砥粒（１μｍ以下）
による傷つけ処理を行った。この基材を良く洗浄した
後、マイクロ波ブラズマＣＶＤ装置に設置した。ガス流
量は、水素：１００ｍｌ／ｍｉｎ、一酸化炭素：５ｍｌ
／ｍｉｎとし、基材温度は６５０℃、圧力：１．３×１
０4Ｐａ，マイクロ波出力：５００Ｗ、合成時間は１２
時間とした。以上のように形成したダイヤモンド結晶
は、｛１１１｝面配向の多結晶で、表面粗さ（Ｒｍａ
ｘ）は０．０８μｍであった。
【００５８】なお、前記合成条件と同様な条件、基材で
合成時間を４時間とした測定用サンプルを別途作製し
て、走査型電子顕微鏡で観察したところ、型表面に粒子
径が約４μｍで６角形の｛１１１｝上面とし、更に高さ
と横幅の比が１：４以上の平板状ダイヤモンド結晶が形
成されているのが観察された。
合成時間を４時間とした測定用サンプルを別途作製し
て、走査型電子顕微鏡で観察したところ、型表面に粒子
径が約４μｍで６角形の｛１１１｝上面とし、更に高さ
と横幅の比が１：４以上の平板状ダイヤモンド結晶が形
成されているのが観察された。
【００５９】前記合成条件と同条件で作製した別の測定
用サンプルにおいて、公知の熱伝導率測定法であるＡＣ
カロリメトリー法により熱伝導率を測定したところ、熱
伝導率は１８００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高い熱伝導率
を示すことが分かった。
用サンプルにおいて、公知の熱伝導率測定法であるＡＣ
カロリメトリー法により熱伝導率を測定したところ、熱
伝導率は１８００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高い熱伝導率
を示すことが分かった。
【００６０】次に、本実施例で作製したダイヤモンド被
覆部材を適当な大きさに切り出し、レーザーダイオード
を接着し、ヒートシンクとして用い、レーザーダイオー
ドへの入力電力と温度上昇の関係を測定したところ、レ
ーザーダイオードの温度上昇が抑制され、良好なヒート
シンク特性を示すことが分かった。
覆部材を適当な大きさに切り出し、レーザーダイオード
を接着し、ヒートシンクとして用い、レーザーダイオー
ドへの入力電力と温度上昇の関係を測定したところ、レ
ーザーダイオードの温度上昇が抑制され、良好なヒート
シンク特性を示すことが分かった。
【００６１】比較例２ ＣＯガス流量を２０ｍｌ／ｍｉｎとする以外は実施例３
と同様にしてダイヤモンド結晶の形成を行った。この時
得られたダイヤモンド膜は、配向性を有さない多結晶膜
で、その表面粗さ（Ｒｍａｘ）は０．０８μｍであっ
た。なお、実施例３と同様に測定用サンプルを作製し、
走査型電子顕微鏡観察を行ったところ、析出物は、平板
状ダイヤモンド結晶ではなく、粒子状ダイヤモンド結晶
であることが分かった。更に、このサンプルをラマン分
光法を用いて分析を行ったところ、膜中にダイヤモンド
結晶の他に、アモルファス炭素及びグラファイト状炭素
が存在していることが確認された。また、別途熱伝導率
測定用サンプルを作製し、実施例３と同様にＡＣカロリ
メトリー法で熱伝導率を測定したところ、熱伝導率は７
００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。
と同様にしてダイヤモンド結晶の形成を行った。この時
得られたダイヤモンド膜は、配向性を有さない多結晶膜
で、その表面粗さ（Ｒｍａｘ）は０．０８μｍであっ
た。なお、実施例３と同様に測定用サンプルを作製し、
走査型電子顕微鏡観察を行ったところ、析出物は、平板
状ダイヤモンド結晶ではなく、粒子状ダイヤモンド結晶
であることが分かった。更に、このサンプルをラマン分
光法を用いて分析を行ったところ、膜中にダイヤモンド
結晶の他に、アモルファス炭素及びグラファイト状炭素
が存在していることが確認された。また、別途熱伝導率
測定用サンプルを作製し、実施例３と同様にＡＣカロリ
メトリー法で熱伝導率を測定したところ、熱伝導率は７
００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。
【００６２】次に、本比較例で作製したダイヤモンド被
覆部材を実施例３と同様に適当な大きさに切り出し、レ
ーザーダイオードを接着し、ヒートシンクとして用い、
レーザーダイオードへの入力電力と温度上昇の関係を測
定したところ、実施例３において作製したヒートシンク
に比べ２倍以上のレーザーダイオードの温度上昇が測定
され、ヒートシンク特性が劣化していることが分かっ
た。
覆部材を実施例３と同様に適当な大きさに切り出し、レ
ーザーダイオードを接着し、ヒートシンクとして用い、
レーザーダイオードへの入力電力と温度上昇の関係を測
定したところ、実施例３において作製したヒートシンク
に比べ２倍以上のレーザーダイオードの温度上昇が測定
され、ヒートシンク特性が劣化していることが分かっ
た。
【００６３】実施例４ 本実施例では、平板状ダイヤモンド結晶を選択堆積法で
任意の部位に形成した後、成長合体させダイヤモンド被
覆部材（ヒートシンク）を作製した。
任意の部位に形成した後、成長合体させダイヤモンド被
覆部材（ヒートシンク）を作製した。
【００６４】基材としてＳｉＣ単結晶を用いた。この基
材を良く洗浄した後、ダイヤモンド砥粒が分散されたエ
タノール中に入れ、超音波洗浄器を用いて、傷つけ処理
を行った。次に、マスクアライナーを用いて、基材上に
レジストパターン（ＰＭＭＡ系レジスト）を２μｍ径、
１０μｍピッチで形成した。また、所定のヒートシンク
の大きさに切り出し易いように所定の間隔で隙間を設
け、その部分にはマスクパターンを形成せず、ダイヤモ
ンドが析出しないようにした。更に、この基材をイオン
ビームエッチング装置に入れ、アルゴンガスを用いてエ
ッチング処理を行った。条件は、２×１０-4Ｐａで加速
電圧５００Ｖ、電流密度０．５ｍＡ／ｃｍ 2，処理時間
は１０分であった。この処理で約１００ｎｍのエッチン
グが行われた。更に、有機溶媒を用いてレジストの除去
及び洗浄を行った後、実施例２と同様な熱フィラメント
ＣＶＤ装置を用いて平板状ダイヤモンド結晶の合成を行
った。合成条件は、原料ガス流量は、水素：２００ｍｌ
／ｍｉｎ、エチルアルコール：２ｍｌ／ｍｉｎで、フィ
ラメント温度：２１００℃、基体温度：６７０℃、圧
力：１．３×１０4Ｐａ，合成時間：１０時間とした。
以上のように形成したダイヤモンド結晶は、｛１１１｝
面配向の多結晶で、表面粗さ（Ｒｍａｘ）は０．０６μ
ｍであった。
材を良く洗浄した後、ダイヤモンド砥粒が分散されたエ
タノール中に入れ、超音波洗浄器を用いて、傷つけ処理
を行った。次に、マスクアライナーを用いて、基材上に
レジストパターン（ＰＭＭＡ系レジスト）を２μｍ径、
１０μｍピッチで形成した。また、所定のヒートシンク
の大きさに切り出し易いように所定の間隔で隙間を設
け、その部分にはマスクパターンを形成せず、ダイヤモ
ンドが析出しないようにした。更に、この基材をイオン
ビームエッチング装置に入れ、アルゴンガスを用いてエ
ッチング処理を行った。条件は、２×１０-4Ｐａで加速
電圧５００Ｖ、電流密度０．５ｍＡ／ｃｍ 2，処理時間
は１０分であった。この処理で約１００ｎｍのエッチン
グが行われた。更に、有機溶媒を用いてレジストの除去
及び洗浄を行った後、実施例２と同様な熱フィラメント
ＣＶＤ装置を用いて平板状ダイヤモンド結晶の合成を行
った。合成条件は、原料ガス流量は、水素：２００ｍｌ
／ｍｉｎ、エチルアルコール：２ｍｌ／ｍｉｎで、フィ
ラメント温度：２１００℃、基体温度：６７０℃、圧
力：１．３×１０4Ｐａ，合成時間：１０時間とした。
以上のように形成したダイヤモンド結晶は、｛１１１｝
面配向の多結晶で、表面粗さ（Ｒｍａｘ）は０．０６μ
ｍであった。
【００６５】なお、前記合成条件と同様な条件、基材で
合成時間を２時間とした測定用サンプルを別途作製し
て、走査型電子顕微鏡で観察したところ、基材表面に粒
子径が約３μｍで６角形の｛１１１｝上面とし、更に高
さと横幅の比が１：４以上の平板状ダイヤモンド結晶
が、マスクパターンが形成された位置上に選択的に形成
されていた。
合成時間を２時間とした測定用サンプルを別途作製し
て、走査型電子顕微鏡で観察したところ、基材表面に粒
子径が約３μｍで６角形の｛１１１｝上面とし、更に高
さと横幅の比が１：４以上の平板状ダイヤモンド結晶
が、マスクパターンが形成された位置上に選択的に形成
されていた。
【００６６】また、前記合成条件と同条件で作製した別
途熱伝導率測定用サンプルを、実施例３と同様にＡＣカ
ロリメトリー法で熱伝導率を測定したところ、熱伝導率
は１８２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高い熱伝導率を示す
ことが分かった。
途熱伝導率測定用サンプルを、実施例３と同様にＡＣカ
ロリメトリー法で熱伝導率を測定したところ、熱伝導率
は１８２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高い熱伝導率を示す
ことが分かった。
【００６７】次に、本実施例で作製したダイヤモンド被
覆部材を予め作製した隙間に沿って切り出し、レーザー
ダイオードを接着し、ヒートシンクとして用い、レーザ
ーダイオードへの入力電力と温度上昇の関係を測定した
ところ、レーザーダイオードの温度上昇が抑制され、良
好なヒートシンク特性を示すことが分かった。
覆部材を予め作製した隙間に沿って切り出し、レーザー
ダイオードを接着し、ヒートシンクとして用い、レーザ
ーダイオードへの入力電力と温度上昇の関係を測定した
ところ、レーザーダイオードの温度上昇が抑制され、良
好なヒートシンク特性を示すことが分かった。
【００６８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基材表面に、気相合成法により形成されたダイヤモンド
結晶層を形成し、前記ダイヤモンド結晶層が少なくとも
結晶成長初期には、平板状ダイヤモンド結晶であり、更
に、前記ダイヤモンド結晶層は、前記平板状ダイヤモン
ド結晶を成長合体させることにより、結晶配向性が高
く、かつ、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が０．２μｍ以下とな
り、結晶性が良好で、熱伝導率が高く、表面の平滑性の
高いダイヤモンド被覆部材を得ることができる。
基材表面に、気相合成法により形成されたダイヤモンド
結晶層を形成し、前記ダイヤモンド結晶層が少なくとも
結晶成長初期には、平板状ダイヤモンド結晶であり、更
に、前記ダイヤモンド結晶層は、前記平板状ダイヤモン
ド結晶を成長合体させることにより、結晶配向性が高
く、かつ、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が０．２μｍ以下とな
り、結晶性が良好で、熱伝導率が高く、表面の平滑性の
高いダイヤモンド被覆部材を得ることができる。
【００６９】このようなダイヤモンド被覆部材は、高硬
度、高熱伝導性を有し、且つ化学的安定性にも優れてい
るので切削工具や耐摩耗性工具、更にはヒートシンク等
に有用である。また、平滑性も良好であり、光学部品に
も有用である。更に本発明のダイヤモンド被覆部材をダ
イヤモンド基板として用い、この上に種々の不純物をド
ーピングしてダイヤモンド半導体を形成することも可能
であり、本発明は工業的に数多くの利点を有しているも
のである。
度、高熱伝導性を有し、且つ化学的安定性にも優れてい
るので切削工具や耐摩耗性工具、更にはヒートシンク等
に有用である。また、平滑性も良好であり、光学部品に
も有用である。更に本発明のダイヤモンド被覆部材をダ
イヤモンド基板として用い、この上に種々の不純物をド
ーピングしてダイヤモンド半導体を形成することも可能
であり、本発明は工業的に数多くの利点を有しているも
のである。
【図１】本発明による平板状ダイヤモンド結晶の一例を
示す模式的断面図である。
示す模式的断面図である。
【図２】従来の粒子状ダイヤモンド結晶の模式的断面図
である。
である。
【図３】燃焼炎法によるダイヤモンド形成の模式図であ
る。
る。
【図４】熱フィラメントＣＶＤ法によるダイヤモンド形
成の模式図である。
成の模式図である。
【図５】選択堆積法の模式図である。
１ 基材 ２ 平板状ダイヤモンド結晶 ２１ 基材 ２２ 粒子状ダイヤモンド結晶 ３１ バーナー ３２ 基材 ３３ 内炎 ３４ 外炎 ３５ 基材ホルダー ４１ 石英反応管 ４２ 電気炉 ４３ フィラメント ４４ 基材 ４５ 原料ガス導入口 ４６ ガス排気口 ５１ 基材 ５２ マスク ５３ 平板状ダイヤモンド結晶 ５４ 平板状ダイヤモンド結晶が成長合体したダイヤモ
ンド結晶膜
ンド結晶膜
Claims (5)
- 【請求項１】 基材表面に、気相合成法によりダイヤモ
ンド結晶層が形成されたダイヤモンド被覆部材におい
て、前記ダイヤモンド結晶層が少なくとも結晶成長初期
には、平板状ダイヤモンド結晶であり、更に、前記ダイ
ヤモンド結晶層は、前記平板状ダイヤモンド結晶を成長
合体させ、結晶配向性が均一で、かつ、表面粗さ（Ｒｍ
ａｘ）が０．２μｍ以下である多結晶膜であることを特
徴とするダイヤモンド被覆部材。 - 【請求項２】 請求項１の平板状ダイヤモンド結晶がそ
の基体面の上方向に沿った長さと基体面方向に沿った長
さの比が１：４から１：１０００で、かつ基体面と結晶
上面とがなす角が０〜１０度である平板状ダイヤモンド
結晶であることを特徴とするダイヤモンド被覆部材。 - 【請求項３】 基材表面に、気相合成法によりダイヤモ
ンド結晶層が形成されたダイヤモンド被覆部材の製造に
おいて、原料ガス中の炭素源濃度を０．０１〜１０％、
前記原料ガス中の酸素と炭素との原子数の比（Ｏ／Ｃ）
を０．５≦（Ｏ／Ｃ）≦１．２としたＣＶＤ法により平
板状ダイヤモンド結晶を堆積し、更に前記平板状ダイヤ
モンド結晶を成長合体させダイヤモンド結晶層を形成す
ることを特徴とするダイヤモンド被覆部材の製造方法。 - 【請求項４】 基材表面に、気相合成法によりダイヤモ
ンド結晶層が形成されたダイヤモンド被覆部材の製造に
おいて、ダイヤモンド結晶の製造方法が、酸素−アセチ
レン炎を用いた燃焼炎法であり、その主たる原料ガス中
の酸素とアセチレンとのモル比を０．９≦（Ｏ2／Ｃ2Ｈ
2）≦１．０とした前記燃焼炎法により平板状ダイヤモ
ンド結晶を堆積し、前記平板状ダイヤモンド結晶を成長
合体させダイヤモンド結晶層を形成することを特徴とす
るダイヤモンド被覆部材の製造方法。 - 【請求項５】 請求項３または４に記載の製造方法を用
いるダイヤモンド被覆部材の製造方法であって、選択堆
積法を用いて基体上に選択的に前記平板状ダイヤモンド
結晶を形成し、これを成長合体させダイヤモンド結晶層
を形成することを特徴とするダイヤモンド被覆部材の製
造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5049525A JPH06263595A (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | ダイヤモンド被覆部材及びその製造方法 |
| DE69426336T DE69426336T2 (de) | 1993-03-10 | 1994-03-09 | Mit Diamant bedecktes Glied und Verfahren zur Herstellung |
| US08/207,627 US5483084A (en) | 1993-03-10 | 1994-03-09 | Diamond covered member and process for producing the same |
| EP94103609A EP0614998B1 (en) | 1993-03-10 | 1994-03-09 | Diamond covered member and process for producing the same |
| US08/547,424 US5807432A (en) | 1993-03-10 | 1995-10-24 | Process for producing diamond covered member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5049525A JPH06263595A (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | ダイヤモンド被覆部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06263595A true JPH06263595A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=12833564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5049525A Pending JPH06263595A (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | ダイヤモンド被覆部材及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5483084A (ja) |
| EP (1) | EP0614998B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06263595A (ja) |
| DE (1) | DE69426336T2 (ja) |
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| CN111941300A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-17 | 长沙理工大学 | 晶体定向磨料有序排布的金刚石砂轮制备方法 |
| JPWO2019186862A1 (ja) * | 2018-03-29 | 2021-02-12 | アダマンド並木精密宝石株式会社 | ダイヤモンド結晶 |
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| EP0878268B1 (en) | 1994-05-23 | 2002-03-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Polishing apparatus and method for hard material-coated wafer |
| EP0699776B1 (en) * | 1994-06-09 | 1999-03-31 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Wafer and method of producing a wafer |
| EP0689233B1 (en) * | 1994-06-24 | 2008-10-15 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Wafer and method of producing same |
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| DE10027427B4 (de) * | 2000-06-02 | 2005-09-29 | Freistaat Bayern, vertreten durch die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Verfahren zur Herstellung eines Substrats mit einer an dessen Oberfläche fest anhaftenden polykristallinen Diamantschicht und beschichtetes Substrat |
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| DE3690606T (ja) * | 1985-11-25 | 1988-08-25 | ||
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| Publication number | Publication date |
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