JPH06334170A - ダイヤモンドの電極構造及びその形成方法 - Google Patents
ダイヤモンドの電極構造及びその形成方法Info
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- JPH06334170A JPH06334170A JP11562593A JP11562593A JPH06334170A JP H06334170 A JPH06334170 A JP H06334170A JP 11562593 A JP11562593 A JP 11562593A JP 11562593 A JP11562593 A JP 11562593A JP H06334170 A JPH06334170 A JP H06334170A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダイヤモンドと金属電極との間にグラファイ
トを含む領域を介在させることにより、良好なオーミッ
ク接触を示し、かつ、接触抵抗の低いダイヤモンドの電
極構造を得る。 【構成】 基板素材１の上に形成されたダイヤモンド膜
２の一部に粒子としての炭素（Ｃ）イオン５を１０ｋｅ
Ｖのエネルギーで、１×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ 2 だけ照
射し、グラファイトを含む領域３を形成する。粒子の照
射は０．５ｍｍ間隔で１ｍｍ×１ｍｍの正方形のパター
ンの穴があいているマスクを通して行う。このグラファ
イトを含む領域３の上に、膜厚２０００オングストロー
ムのＴｉを電子ビーム蒸着法によって蒸着し、金属電極
４を形成する。
トを含む領域を介在させることにより、良好なオーミッ
ク接触を示し、かつ、接触抵抗の低いダイヤモンドの電
極構造を得る。 【構成】 基板素材１の上に形成されたダイヤモンド膜
２の一部に粒子としての炭素（Ｃ）イオン５を１０ｋｅ
Ｖのエネルギーで、１×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ 2 だけ照
射し、グラファイトを含む領域３を形成する。粒子の照
射は０．５ｍｍ間隔で１ｍｍ×１ｍｍの正方形のパター
ンの穴があいているマスクを通して行う。このグラファ
イトを含む領域３の上に、膜厚２０００オングストロー
ムのＴｉを電子ビーム蒸着法によって蒸着し、金属電極
４を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子工業において半導
体材料として用いられるダイヤモンドの電極構造及びそ
の形成方法に関する。
体材料として用いられるダイヤモンドの電極構造及びそ
の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ダイヤモンドは、電子工業におけ
る半導体材料として工業的に注目されている。特に、化
学気相合成（ＣＶＤ）法によって形成されるダイヤモン
ドは、基板素材の上に膜として形成可能な点や半導体特
性を持たせる不純物元素の添加制御性の点で優れている
ため、これを用いたダイヤモンド素子の研究・開発が盛
んに行われている。ダイヤモンド素子を形成するために
は多くのプロセス技術が必要となるが、その一つとして
オーミック性電極を形成する技術がある。ダイヤモンド
のオーミック性電極材料としてはチタン（Ｔｉ）が知ら
れているが、従来においてはＴｉを電子ビーム蒸着法な
どによってダイヤモンド上に堆積することにより、オー
ミック性電極の形成が行われていた。
る半導体材料として工業的に注目されている。特に、化
学気相合成（ＣＶＤ）法によって形成されるダイヤモン
ドは、基板素材の上に膜として形成可能な点や半導体特
性を持たせる不純物元素の添加制御性の点で優れている
ため、これを用いたダイヤモンド素子の研究・開発が盛
んに行われている。ダイヤモンド素子を形成するために
は多くのプロセス技術が必要となるが、その一つとして
オーミック性電極を形成する技術がある。ダイヤモンド
のオーミック性電極材料としてはチタン（Ｔｉ）が知ら
れているが、従来においてはＴｉを電子ビーム蒸着法な
どによってダイヤモンド上に堆積することにより、オー
ミック性電極の形成が行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ダイヤモンドのオーミ
ック性電極材料としては、上記したようにＴｉが挙げら
れるが、良好なオーミック性電極を安定に得るために
は、Ｔｉを蒸着した後に加熱処理を施す必要があった。
ック性電極材料としては、上記したようにＴｉが挙げら
れるが、良好なオーミック性電極を安定に得るために
は、Ｔｉを蒸着した後に加熱処理を施す必要があった。
【０００４】また、ダイヤモンドに形成される電極の特
性は、ダイヤモンドそのものの状態（例えば、導電率の
違い）やダイヤモンドと金属電極の界面の状態などによ
って左右され、オーミック性を保つことが困難な場合も
あった。
性は、ダイヤモンドそのものの状態（例えば、導電率の
違い）やダイヤモンドと金属電極の界面の状態などによ
って左右され、オーミック性を保つことが困難な場合も
あった。
【０００５】このように、オーミック接触を示すダイヤ
モンドの電極構造又はその形成方法として従来行われて
きたものは、十分に要求を満たすものではなかった。本
発明は、前記従来技術の課題を解決するため、安定して
良好なオーミック接触を示し、かつ、接触抵抗の低いダ
イヤモンドの電極構造及びその形成方法を提供すること
を目的とする。
モンドの電極構造又はその形成方法として従来行われて
きたものは、十分に要求を満たすものではなかった。本
発明は、前記従来技術の課題を解決するため、安定して
良好なオーミック接触を示し、かつ、接触抵抗の低いダ
イヤモンドの電極構造及びその形成方法を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るダイヤモンドの電極構造は、ダイヤモ
ンドと金属電極との間にグラファイトを含む領域を介在
させるという構成を備えたものである。
め、本発明に係るダイヤモンドの電極構造は、ダイヤモ
ンドと金属電極との間にグラファイトを含む領域を介在
させるという構成を備えたものである。
【０００７】また、本発明に係るダイヤモンドの電極の
第１の形成方法は、ダイヤモンドの一部の領域に粒子を
照射した後、前記粒子照射部分に金属電極を形成するも
のである。
第１の形成方法は、ダイヤモンドの一部の領域に粒子を
照射した後、前記粒子照射部分に金属電極を形成するも
のである。
【０００８】また、前記第１の形成方法の構成において
は、照射粒子としてイオンを用いるのが好ましい。ま
た、本発明に係るダイヤモンドの電極の第２の形成方法
は、ダイヤモンドの一部の領域に紫外線を照射した後、
前記紫外線照射部分に金属電極を形成するものである。
は、照射粒子としてイオンを用いるのが好ましい。ま
た、本発明に係るダイヤモンドの電極の第２の形成方法
は、ダイヤモンドの一部の領域に紫外線を照射した後、
前記紫外線照射部分に金属電極を形成するものである。
【０００９】また、前記第２の形成方法の構成において
は、照射紫外線としてエキシマレーザを用いるのが好ま
しい。
は、照射紫外線としてエキシマレーザを用いるのが好ま
しい。
【００１０】
【作用】前記本発明の構成によれば、ダイヤモンドと金
属電極とが、良好な導電特性を有し、かつダイヤモンド
及び金属電極と相性のよいグラファイトを介して接触す
ることとなるので、互いのコンタクト状態を制御するこ
とができ、その結果、金属を蒸着した後に加熱処理を施
さなくても、安定して良好なオーミック接触を示し、か
つ、接触抵抗の低いダイヤモンドの電極構造を提供する
ことができる。
属電極とが、良好な導電特性を有し、かつダイヤモンド
及び金属電極と相性のよいグラファイトを介して接触す
ることとなるので、互いのコンタクト状態を制御するこ
とができ、その結果、金属を蒸着した後に加熱処理を施
さなくても、安定して良好なオーミック接触を示し、か
つ、接触抵抗の低いダイヤモンドの電極構造を提供する
ことができる。
【００１１】また、前記本発明の第１又は第２の形成方
法によれば、適度なダイヤモンドのグラファイト化が起
こり、互いにコンタクトさせるのに適した領域を形成す
ることができるので、本発明に係るダイヤモンドの電極
構造を効率良く合理的に得ることができる。
法によれば、適度なダイヤモンドのグラファイト化が起
こり、互いにコンタクトさせるのに適した領域を形成す
ることができるので、本発明に係るダイヤモンドの電極
構造を効率良く合理的に得ることができる。
【００１２】また、前記本発明の第１の形成方法の構成
において、照射粒子としてイオンを用いるという好まし
い構成によれば、粒子の照射を効率良く行うことができ
ると共に、照射エネルギーやドーズ量を容易に制御する
ことができる。
において、照射粒子としてイオンを用いるという好まし
い構成によれば、粒子の照射を効率良く行うことができ
ると共に、照射エネルギーやドーズ量を容易に制御する
ことができる。
【００１３】また、前記本発明の第２の形成方法の構成
において、照射紫外線としてエキシマレーザを用いると
いう好ましい構成によれば、高エネルギー密度の紫外線
を容易に得ることができるので、紫外線の照射を効率良
く行うことができる。
において、照射紫外線としてエキシマレーザを用いると
いう好ましい構成によれば、高エネルギー密度の紫外線
を容易に得ることができるので、紫外線の照射を効率良
く行うことができる。
【００１４】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。図１は本発明に係るダイヤモンドの電極構
造の一実施例を示す断面模式図である。
に説明する。図１は本発明に係るダイヤモンドの電極構
造の一実施例を示す断面模式図である。
【００１５】図１に示すように、ダイヤモンドの電極構
造は、基板素材１の上に形成されたダイヤモンド膜２に
グラファイトを含む領域３を形成し、その領域上に金属
電極４を形成する構成となっている。
造は、基板素材１の上に形成されたダイヤモンド膜２に
グラファイトを含む領域３を形成し、その領域上に金属
電極４を形成する構成となっている。
【００１６】この構造の基板素材１としては、特に限定
されるものではないが、通常、シリコン、石英、ダイヤ
モンド等が用いられる。また、ダイヤモンド膜２の形成
方法についても、特に限定されるものではない。また、
グラファイトを含む領域３は、面積として形成する金属
電極４と同程度の大きさであれば、深さは特に限定され
ないが、ダイヤモンド膜２と金属電極４との界面に存在
すればよいので、必要以上に厚くしないことが好まし
い。また、金属電極４の材料としては、特にチタン（Ｔ
ｉ）が好ましく、形成方法としては電子ビーム蒸着法を
用いるのが好ましい。
されるものではないが、通常、シリコン、石英、ダイヤ
モンド等が用いられる。また、ダイヤモンド膜２の形成
方法についても、特に限定されるものではない。また、
グラファイトを含む領域３は、面積として形成する金属
電極４と同程度の大きさであれば、深さは特に限定され
ないが、ダイヤモンド膜２と金属電極４との界面に存在
すればよいので、必要以上に厚くしないことが好まし
い。また、金属電極４の材料としては、特にチタン（Ｔ
ｉ）が好ましく、形成方法としては電子ビーム蒸着法を
用いるのが好ましい。
【００１７】尚、図１においては、基板素材１の上に形
成されたダイヤモンド膜２に対する電極構造を示してい
るが、基板素材がない場合、すなわち天然や高圧合成に
よって作製される粒状（膜状）のダイヤモンド単体にお
いても、同様の構造で電極を形成することができる。
成されたダイヤモンド膜２に対する電極構造を示してい
るが、基板素材がない場合、すなわち天然や高圧合成に
よって作製される粒状（膜状）のダイヤモンド単体にお
いても、同様の構造で電極を形成することができる。
【００１８】図２は本発明に係るダイヤモンドの電極の
形成方法の一実施例を示す工程図である。図２に示すよ
うに、基板素材１の上に形成されたダイヤモンド膜２に
粒子５を照射するに際しては、マスク６を用いて照射部
と非照射部とに分離する（図２（ｂ））。その結果、粒
子照射部のみがグラファイトを含む領域３となるので
（図２（ｃ））、その上に金属電極４を形成する（図２
（ｄ））。
形成方法の一実施例を示す工程図である。図２に示すよ
うに、基板素材１の上に形成されたダイヤモンド膜２に
粒子５を照射するに際しては、マスク６を用いて照射部
と非照射部とに分離する（図２（ｂ））。その結果、粒
子照射部のみがグラファイトを含む領域３となるので
（図２（ｃ））、その上に金属電極４を形成する（図２
（ｄ））。
【００１９】照射する粒子５としては、照射エネルギー
やドーズ量を制御し易い等の点で、イオンであるのが好
ましい。また、照射する粒子種としては、特に限定され
るものではないが、炭素又はアルゴンを用いるのが好ま
しい。照射エネルギー及びドーズ量は、ダイヤモンド膜
２の状態によって変化するが、それぞれ数ｋｅＶ〜数百
ｋｅＶ、１×１０14〜１×１０17個／ｃｍ2 の範囲であ
る。
やドーズ量を制御し易い等の点で、イオンであるのが好
ましい。また、照射する粒子種としては、特に限定され
るものではないが、炭素又はアルゴンを用いるのが好ま
しい。照射エネルギー及びドーズ量は、ダイヤモンド膜
２の状態によって変化するが、それぞれ数ｋｅＶ〜数百
ｋｅＶ、１×１０14〜１×１０17個／ｃｍ2 の範囲であ
る。
【００２０】図３は本発明に係るダイヤモンドの電極の
形成方法の他の実施例を示す工程図である。図３に示す
ように、基板素材１の上に形成されたダイヤモンド膜２
に紫外線７を照射するに際しては、マスク６を用いて照
射部と非照射部とに分離する（図３（ｂ））。その結
果、紫外線照射部のみがグラファイトを含む領域３とな
るので（図３（ｃ））、その上に金属電極４を形成する
（図３（ｄ））。
形成方法の他の実施例を示す工程図である。図３に示す
ように、基板素材１の上に形成されたダイヤモンド膜２
に紫外線７を照射するに際しては、マスク６を用いて照
射部と非照射部とに分離する（図３（ｂ））。その結
果、紫外線照射部のみがグラファイトを含む領域３とな
るので（図３（ｃ））、その上に金属電極４を形成する
（図３（ｄ））。
【００２１】照射する紫外線７の光源としては、重水素
ランプ、窒素レーザ、エキシマレーザなどが挙げられ
る。中でも、エキシマレーザ（波長；２４８ｎｍや１９
３ｎｍなど）を用いれば、高エネルギー密度の紫外線を
容易に得ることができるので、紫外線７の照射を効率よ
く行うことができる。また、照射方法としては、連続光
又はパルス光のいずれでもよく、照射紫外線のエネルギ
ー密度を０．１〜１００Ｊ／ｃｍ2 程度に高めるために
レンズで集光する手段を用いることもできる。尚、照射
面積が大きく、紫外線を広い範囲にわたって照射するこ
とができない場合には、基板素材１を並進移動させる
か、又は紫外線７をスキャンさせるなどの方法を用いれ
ばよい。また、照射エネルギーの範囲としては５０〜５
００ｍＪであるのが好ましい。また、この方法による紫
外線照射は、圧力が１０-6Ｔｏｒｒ以下の真空中で行う
のが好ましい。
ランプ、窒素レーザ、エキシマレーザなどが挙げられ
る。中でも、エキシマレーザ（波長；２４８ｎｍや１９
３ｎｍなど）を用いれば、高エネルギー密度の紫外線を
容易に得ることができるので、紫外線７の照射を効率よ
く行うことができる。また、照射方法としては、連続光
又はパルス光のいずれでもよく、照射紫外線のエネルギ
ー密度を０．１〜１００Ｊ／ｃｍ2 程度に高めるために
レンズで集光する手段を用いることもできる。尚、照射
面積が大きく、紫外線を広い範囲にわたって照射するこ
とができない場合には、基板素材１を並進移動させる
か、又は紫外線７をスキャンさせるなどの方法を用いれ
ばよい。また、照射エネルギーの範囲としては５０〜５
００ｍＪであるのが好ましい。また、この方法による紫
外線照射は、圧力が１０-6Ｔｏｒｒ以下の真空中で行う
のが好ましい。
【００２２】尚、図２、図３においては、粒子照射部分
を限定するために、マスク６を用いているが、粒子流を
何らかの方法、例えば、集束イオンビームなどを用いて
集束し、微細な領域に制御して粒子を照射すれば、マス
クを用いなくても同様のことを行うことができる。
を限定するために、マスク６を用いているが、粒子流を
何らかの方法、例えば、集束イオンビームなどを用いて
集束し、微細な領域に制御して粒子を照射すれば、マス
クを用いなくても同様のことを行うことができる。
【００２３】以下に具体的実施例を挙げて、本発明をよ
り詳細に説明する。 （実施例１）まず、化学気相合成（ＣＶＤ）法によって
ダイヤモンド基板上に堆積されたｐ形単結晶ダイヤモン
ド膜の一部の領域に炭素（Ｃ）イオンを照射した後に、
Ｃイオン照射部分にチタン（Ｔｉ）電極を形成する場合
について、図２を参照しながら説明する。
り詳細に説明する。 （実施例１）まず、化学気相合成（ＣＶＤ）法によって
ダイヤモンド基板上に堆積されたｐ形単結晶ダイヤモン
ド膜の一部の領域に炭素（Ｃ）イオンを照射した後に、
Ｃイオン照射部分にチタン（Ｔｉ）電極を形成する場合
について、図２を参照しながら説明する。
【００２４】ｐ形単結晶ダイヤモンド膜２は、一般的に
用いられているマイクロ波プラズマＣＶＤ法によって堆
積した（図２（ａ））。この方法は、原料ガスをマイク
ロ波によってプラズマ化することにより膜堆積するもの
であり、本実施例１においては原料ガスとして水素で希
釈した一酸化炭素（ＣＯ）ガスにジボラン（Ｂ2 Ｈ6）
を添加したものを用いた。このようにして得られたダイ
ヤモンド膜２の一部にＣイオン５を１０ｋｅＶのエネル
ギーで、１×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2 だけ照射した。照
射は０．５ｍｍ間隔で１ｍｍ×１ｍｍの正方形のパター
ンの穴があいているマスク６を通して行った（図２
（ｂ））。以上のような条件でＣイオン５の照射を行っ
たダイヤモンド膜２をラマン分光法やカソードルミネセ
ンス（ＣＬ）、電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）
等で評価したところ、照射領域においてはダイヤモンド
膜２の表層数百オングストロームの領域でダイヤモンド
の一部がグラファイト化していることが観測された（図
２（ｃ））。次いで、このグラファイトを含む領域３の
上に、膜厚２０００オングストロームのＴｉを電子ビー
ム蒸着法によって蒸着し、金属電極４を形成した（図２
（ｄ））。これにより、Ｔｉを蒸着した後に加熱処理を
施さなくても、安定して良好なオーミック接触を示し、
かつ、接触抵抗の低い電極構造を得ることができた。
用いられているマイクロ波プラズマＣＶＤ法によって堆
積した（図２（ａ））。この方法は、原料ガスをマイク
ロ波によってプラズマ化することにより膜堆積するもの
であり、本実施例１においては原料ガスとして水素で希
釈した一酸化炭素（ＣＯ）ガスにジボラン（Ｂ2 Ｈ6）
を添加したものを用いた。このようにして得られたダイ
ヤモンド膜２の一部にＣイオン５を１０ｋｅＶのエネル
ギーで、１×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2 だけ照射した。照
射は０．５ｍｍ間隔で１ｍｍ×１ｍｍの正方形のパター
ンの穴があいているマスク６を通して行った（図２
（ｂ））。以上のような条件でＣイオン５の照射を行っ
たダイヤモンド膜２をラマン分光法やカソードルミネセ
ンス（ＣＬ）、電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）
等で評価したところ、照射領域においてはダイヤモンド
膜２の表層数百オングストロームの領域でダイヤモンド
の一部がグラファイト化していることが観測された（図
２（ｃ））。次いで、このグラファイトを含む領域３の
上に、膜厚２０００オングストロームのＴｉを電子ビー
ム蒸着法によって蒸着し、金属電極４を形成した（図２
（ｄ））。これにより、Ｔｉを蒸着した後に加熱処理を
施さなくても、安定して良好なオーミック接触を示し、
かつ、接触抵抗の低い電極構造を得ることができた。
【００２５】尚、金属電極を形成するダイヤモンドとし
て天然のダイヤモンド粒を用いた場合にも、同様の結果
を得ることができた。 （実施例２）次に、本発明の電極をホウ素（Ｂ）イオン
を注入したｐ形ダイヤモンド層の評価に用いる場合につ
いて説明する。
て天然のダイヤモンド粒を用いた場合にも、同様の結果
を得ることができた。 （実施例２）次に、本発明の電極をホウ素（Ｂ）イオン
を注入したｐ形ダイヤモンド層の評価に用いる場合につ
いて説明する。
【００２６】イオン注入によるｐ形ダイヤモンド層は、
Ｂイオンの照射エネルギー、ドーズ量をそれぞれ１００
ｋｅＶ、１×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2 とし、注入後に水
素プラズマ中で９００℃まで加熱して１０分間アニール
処理を施すことによって形成した。このようにして形成
したｐ形ダイヤモンド層は、その深さ方向に注入Ｂ元素
の分布があるため、Ｂ元素が存在するダイヤモンドの内
部は低抵抗であるが、表面層付近は高抵抗であると考え
られる。実際、この試料に電子ビーム蒸着法によってＴ
ｉを蒸着しただけでは、オーミック性の電極を得ること
はできなかった。尚、Ｔｉを蒸着した後にアニール処理
を施せば、オーミック性の電極を得ることはできたが、
高抵抗であるためにＢイオン注入層の評価に用いること
はできなかった。
Ｂイオンの照射エネルギー、ドーズ量をそれぞれ１００
ｋｅＶ、１×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2 とし、注入後に水
素プラズマ中で９００℃まで加熱して１０分間アニール
処理を施すことによって形成した。このようにして形成
したｐ形ダイヤモンド層は、その深さ方向に注入Ｂ元素
の分布があるため、Ｂ元素が存在するダイヤモンドの内
部は低抵抗であるが、表面層付近は高抵抗であると考え
られる。実際、この試料に電子ビーム蒸着法によってＴ
ｉを蒸着しただけでは、オーミック性の電極を得ること
はできなかった。尚、Ｔｉを蒸着した後にアニール処理
を施せば、オーミック性の電極を得ることはできたが、
高抵抗であるためにＢイオン注入層の評価に用いること
はできなかった。
【００２７】そこで、このようなＢイオン注入層の電気
特性を評価するために、ダイヤモンド膜内部の低抵抗層
と表面に形成するＴｉ電極とを、グラファイトを含む層
によってコンタクトさせ、イオン注入層の評価を試み
た。ここで、電極は、上記実施例１と同様に、ダイヤモ
ンド膜の一部の領域にＣイオンを５０ｋｅＶのエネルギ
ーで、１×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2 だけ照射し、Ｃイオ
ン照射部分に膜厚２０００オングストロームのＴｉを電
子ビーム蒸着法によって蒸着することにより形成した。
これにより、この金属電極は、Ｔｉを蒸着した後に加熱
処理を施さなくても、安定して良好なオーミック接触を
示し、かつ、低い接触抵抗値を有することとなり、Ｂイ
オン注入層の電気特性を評価することが可能となった。
特性を評価するために、ダイヤモンド膜内部の低抵抗層
と表面に形成するＴｉ電極とを、グラファイトを含む層
によってコンタクトさせ、イオン注入層の評価を試み
た。ここで、電極は、上記実施例１と同様に、ダイヤモ
ンド膜の一部の領域にＣイオンを５０ｋｅＶのエネルギ
ーで、１×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2 だけ照射し、Ｃイオ
ン照射部分に膜厚２０００オングストロームのＴｉを電
子ビーム蒸着法によって蒸着することにより形成した。
これにより、この金属電極は、Ｔｉを蒸着した後に加熱
処理を施さなくても、安定して良好なオーミック接触を
示し、かつ、低い接触抵抗値を有することとなり、Ｂイ
オン注入層の電気特性を評価することが可能となった。
【００２８】（実施例３）次に、ＣＶＤ法によってダイ
ヤモンド基板上に堆積されたｐ形単結晶ダイヤモンド膜
の一部の領域に紫外線としてエキシマレーザ（波長；２
４８ｎｍ）を照射した後に、紫外線照射部分にＴｉ電極
を形成する場合について、図３を参照しながら説明す
る。
ヤモンド基板上に堆積されたｐ形単結晶ダイヤモンド膜
の一部の領域に紫外線としてエキシマレーザ（波長；２
４８ｎｍ）を照射した後に、紫外線照射部分にＴｉ電極
を形成する場合について、図３を参照しながら説明す
る。
【００２９】ｐ形単結晶ダイヤモンド膜２は、上記実施
例１と同様に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によって堆
積した（図３（ａ））。堆積されたダイヤモンド膜２の
一部にパルス状のエキシマレーザ７を１パルス当り１０
０〜２００ｍＪのエネルギーで、１０〜１００回だけ照
射した。尚、この時の平均照射エネルギ密度は０．５〜
１Ｊ／ｃｍ2 であった。紫外線の照射は、０．５ｍｍ間
隔で１ｍｍ×１ｍｍの正方形のパターンの穴があいてい
るマスク６を通して行った（図３（ｂ））。以上のよう
な条件で紫外線の照射を行ったダイヤモンド膜２をラマ
ン分光法やカソードルミネセンス（ＣＬ）、電子エネル
ギー損失分光法（ＥＥＬＳ）等で評価したところ、照射
領域においてはダイヤモンド膜２の表層数百オングスト
ロームの領域でダイヤモンドの一部がグラファイト化し
ていることが観測された（図３（ｃ））。次いで、この
グラファイトを含む領域３の上に、膜厚２０００オング
ストロームのＴｉを電子ビーム蒸着法によって蒸着し、
金属電極４を形成した。これにより、Ｔｉを蒸着した後
に加熱処理を施さなくても、安定して良好なオーミック
接触を示し、かつ、接触抵抗の低い電極構造を得ること
ができた。
例１と同様に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によって堆
積した（図３（ａ））。堆積されたダイヤモンド膜２の
一部にパルス状のエキシマレーザ７を１パルス当り１０
０〜２００ｍＪのエネルギーで、１０〜１００回だけ照
射した。尚、この時の平均照射エネルギ密度は０．５〜
１Ｊ／ｃｍ2 であった。紫外線の照射は、０．５ｍｍ間
隔で１ｍｍ×１ｍｍの正方形のパターンの穴があいてい
るマスク６を通して行った（図３（ｂ））。以上のよう
な条件で紫外線の照射を行ったダイヤモンド膜２をラマ
ン分光法やカソードルミネセンス（ＣＬ）、電子エネル
ギー損失分光法（ＥＥＬＳ）等で評価したところ、照射
領域においてはダイヤモンド膜２の表層数百オングスト
ロームの領域でダイヤモンドの一部がグラファイト化し
ていることが観測された（図３（ｃ））。次いで、この
グラファイトを含む領域３の上に、膜厚２０００オング
ストロームのＴｉを電子ビーム蒸着法によって蒸着し、
金属電極４を形成した。これにより、Ｔｉを蒸着した後
に加熱処理を施さなくても、安定して良好なオーミック
接触を示し、かつ、接触抵抗の低い電極構造を得ること
ができた。
【００３０】尚、電極を形成するダイヤモンドとして天
然のダイヤモンド粒を用いた場合にも、同様の結果を得
ることができた。
然のダイヤモンド粒を用いた場合にも、同様の結果を得
ることができた。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るダイ
ヤモンドの電極構造によれば、ダイヤモンドと金属電極
とが、良好な導電特性を有し、かつダイヤモンド及び金
属電極と相性のよいグラファイトを介して接触すること
となるので、互いのコンタクト状態を制御することがで
き、その結果、金属を蒸着した後に加熱処理を施さなく
ても、安定して良好なオーミック接触を示し、かつ、接
触抵抗の低いダイヤモンドの電極構造を提供することが
できる。このことは、ダイヤモンドを用いた種々のデバ
イスを作製できる可能性を開いたこととなり、本発明の
工業的価値は高い。
ヤモンドの電極構造によれば、ダイヤモンドと金属電極
とが、良好な導電特性を有し、かつダイヤモンド及び金
属電極と相性のよいグラファイトを介して接触すること
となるので、互いのコンタクト状態を制御することがで
き、その結果、金属を蒸着した後に加熱処理を施さなく
ても、安定して良好なオーミック接触を示し、かつ、接
触抵抗の低いダイヤモンドの電極構造を提供することが
できる。このことは、ダイヤモンドを用いた種々のデバ
イスを作製できる可能性を開いたこととなり、本発明の
工業的価値は高い。
【００３２】また、本発明に係るダイヤモンドの電極の
第１又は第２の形成方法によれば、適度なダイヤモンド
のグラファイト化が起こり、互いにコンタクトさせるの
に適した領域を形成することができるので、本発明に係
るダイヤモンドの電極構造を効率良く合理的に得ること
ができる。
第１又は第２の形成方法によれば、適度なダイヤモンド
のグラファイト化が起こり、互いにコンタクトさせるの
に適した領域を形成することができるので、本発明に係
るダイヤモンドの電極構造を効率良く合理的に得ること
ができる。
【００３３】また、前記本発明の第１の形成方法の構成
において、照射粒子としてイオンを用いるという好まし
い構成によれば、粒子の照射を効率良く行うことができ
ると共に、照射エネルギーやドーズ量を容易に制御する
ことができる。
において、照射粒子としてイオンを用いるという好まし
い構成によれば、粒子の照射を効率良く行うことができ
ると共に、照射エネルギーやドーズ量を容易に制御する
ことができる。
【００３４】また、前記本発明の第２の形成方法の構成
において、照射紫外線としてエキシマレーザを用いると
いう好ましい構成によれば、高エネルギー密度の紫外線
を容易に得ることができるので、紫外線の照射を効率よ
く行うことができる。
において、照射紫外線としてエキシマレーザを用いると
いう好ましい構成によれば、高エネルギー密度の紫外線
を容易に得ることができるので、紫外線の照射を効率よ
く行うことができる。
【図１】本発明に係るダイヤモンドの電極構造の一実施
例を示す断面模式図である。
例を示す断面模式図である。
【図２】本発明に係るダイヤモンドの電極の形成方法の
一実施例を示す工程図である。
一実施例を示す工程図である。
【図３】本発明に係るダイヤモンドの電極の形成方法の
他の実施例を示す工程図である。
他の実施例を示す工程図である。
１ 基板素材 ２ ダイヤモンド膜 ３ グラファイトを含む領域 ４ 金属電極 ５ 照射粒子 ６ マスク ７ 照射紫外線
Claims (5)
- 【請求項１】 ダイヤモンドと金属電極との間にグラフ
ァイトを含む領域を介在させたダイヤモンドの電極構
造。 - 【請求項２】 ダイヤモンドの一部の領域に粒子を照射
した後、前記粒子照射部分に金属電極を形成するダイヤ
モンドの電極の形成方法。 - 【請求項３】 照射粒子としてイオンを用いる請求項２
に記載のダイヤモンドの電極の形成方法。 - 【請求項４】 ダイヤモンドの一部の領域に紫外線を照
射した後、前記紫外線照射部分に金属電極を形成するダ
イヤモンドの電極の形成方法。 - 【請求項５】 照射紫外線としてエキシマレーザを用い
る請求項４に記載のダイヤモンドの電極の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11562593A JPH06334170A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | ダイヤモンドの電極構造及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11562593A JPH06334170A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | ダイヤモンドの電極構造及びその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06334170A true JPH06334170A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14667287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11562593A Pending JPH06334170A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | ダイヤモンドの電極構造及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06334170A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114335238B (zh) * | 2021-12-02 | 2024-01-30 | 航天科工(长沙)新材料研究院有限公司 | 一种金刚石粒子探测器电极结构及其制备方法 |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP11562593A patent/JPH06334170A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114335238B (zh) * | 2021-12-02 | 2024-01-30 | 航天科工(长沙)新材料研究院有限公司 | 一种金刚石粒子探测器电极结构及其制备方法 |
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