JPH0645898B2 - 硬質被膜の製造装置 - Google Patents
硬質被膜の製造装置Info
- Publication number
- JPH0645898B2 JPH0645898B2 JP1523091A JP1523091A JPH0645898B2 JP H0645898 B2 JPH0645898 B2 JP H0645898B2 JP 1523091 A JP1523091 A JP 1523091A JP 1523091 A JP1523091 A JP 1523091A JP H0645898 B2 JPH0645898 B2 JP H0645898B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hard coating
- gas
- plasma
- substrate
- heater
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンド等の気相
合成に用いることができる硬質被膜の製造装置に関す
る。
合成に用いることができる硬質被膜の製造装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンドは物質中最も硬い物質であ
り、高熱伝導度を有しながら絶縁体であるという独特の
性質を持っている為に各種の工業的応用が考えられてい
る。しかしながら周知の如くダイヤモンドは、天然でも
合成でも極めて高価な物質であるのでその用途は限定さ
れていた。しかし近年気相からのダイヤモンド合成もし
くは被覆技術が進歩し、工業的に実用可能とまでいわれ
ている。
り、高熱伝導度を有しながら絶縁体であるという独特の
性質を持っている為に各種の工業的応用が考えられてい
る。しかしながら周知の如くダイヤモンドは、天然でも
合成でも極めて高価な物質であるのでその用途は限定さ
れていた。しかし近年気相からのダイヤモンド合成もし
くは被覆技術が進歩し、工業的に実用可能とまでいわれ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来より希薄な炭化水
素雰囲気中でのダイヤモンドの成長について知られてい
るが、この反応は高温においても生成速度があまりにも
遅く工業的に採用されるに至っていない。これを解決す
る為に、タングステン等の金属線に直接通電して、高温
にしてガスを通過する時に、炭化水素に分解を起こすこ
とが提案されている。また、本発明の別の目的は、気相
よりダイヤモンド等の硬質被膜を歩留よくかつ速い速度
で合成することが可能な硬質被膜の製造装置を提供する
ことにある。
素雰囲気中でのダイヤモンドの成長について知られてい
るが、この反応は高温においても生成速度があまりにも
遅く工業的に採用されるに至っていない。これを解決す
る為に、タングステン等の金属線に直接通電して、高温
にしてガスを通過する時に、炭化水素に分解を起こすこ
とが提案されている。また、本発明の別の目的は、気相
よりダイヤモンド等の硬質被膜を歩留よくかつ速い速度
で合成することが可能な硬質被膜の製造装置を提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスの導入装
置および排気装置を有する容器内に基板の加熱装置、ヒ
ーター装置を備えた硬質被膜の製造装置であって、該ヒ
ーター装置が容器内にプラズマを発生するためのプラズ
マ発生装置より基板に近いことを特徴とする硬質被膜の
製造装置に関する。
置および排気装置を有する容器内に基板の加熱装置、ヒ
ーター装置を備えた硬質被膜の製造装置であって、該ヒ
ーター装置が容器内にプラズマを発生するためのプラズ
マ発生装置より基板に近いことを特徴とする硬質被膜の
製造装置に関する。
【０００５】即ち本願は、金属線によるガスの加熱と同
時にプラズマを発生させて反応を促進することにある。
一般にプラズマ中でイオンや電子が反応促進効果を果す
とされているが、本発明においては金属線による加熱と
プラズマ発生を組合せることによって、ダイヤモンド被
膜を効率よく生成させることができることを見出した。
中でも特に原料ガスをまずプラズマ化し、しかる後にヒ
ーター装置を経由させ基板に到達せしめることを特徴と
する。
時にプラズマを発生させて反応を促進することにある。
一般にプラズマ中でイオンや電子が反応促進効果を果す
とされているが、本発明においては金属線による加熱と
プラズマ発生を組合せることによって、ダイヤモンド被
膜を効率よく生成させることができることを見出した。
中でも特に原料ガスをまずプラズマ化し、しかる後にヒ
ーター装置を経由させ基板に到達せしめることを特徴と
する。
【０００６】
【作用】図１は本発明の方法に用いる装置の一例を示す
概念図であり、基板１０を電源１２より通電発熱する加
熱コイル１１を内蔵する台の上に載せ、これを密閉容器
５の中に設置し、流量計３、４によって調整されたＨ2
及び炭化水素を流す。この混合ガスは電源８に接続する
コイル７によってプラズマを発生し、基板に至る途中に
設けられた電源９によって赤熱するタングステン等のヒ
ータ１５があり、これを通過して基板１０上に被覆層
（ダイヤモンド）を形成せしめるものである。
概念図であり、基板１０を電源１２より通電発熱する加
熱コイル１１を内蔵する台の上に載せ、これを密閉容器
５の中に設置し、流量計３、４によって調整されたＨ2
及び炭化水素を流す。この混合ガスは電源８に接続する
コイル７によってプラズマを発生し、基板に至る途中に
設けられた電源９によって赤熱するタングステン等のヒ
ータ１５があり、これを通過して基板１０上に被覆層
（ダイヤモンド）を形成せしめるものである。
【０００７】また本願の別の目的は、ガスの導入装置お
よび排気装置を有する容器内に基板の加熱装置、ヒータ
ー装置を備えた硬質被膜の製造装置において、該ヒータ
ー装置が容器内にプラズマを発生するためのプラズマ発
生装置より基板に近いことを特徴とする硬質被膜の製造
装置を提供するものである。これはフィラメントＣＶＤ
法の特異性に基づくもので、フィラメントで活性化され
た活性種は、励起状態で移動できる距離は反応容器内の
圧力にもよるが、限られていることによる。
よび排気装置を有する容器内に基板の加熱装置、ヒータ
ー装置を備えた硬質被膜の製造装置において、該ヒータ
ー装置が容器内にプラズマを発生するためのプラズマ発
生装置より基板に近いことを特徴とする硬質被膜の製造
装置を提供するものである。これはフィラメントＣＶＤ
法の特異性に基づくもので、フィラメントで活性化され
た活性種は、励起状態で移動できる距離は反応容器内の
圧力にもよるが、限られていることによる。
【０００８】本願で用いるプラズマは高周波、直流、マ
イクロ波のいずれでも発生し、本発明においてはそのい
ずれでも効果は同じである。なお、これらのプラズマを
発生させるためには、プラズマ発生装置が用いられ、高
周波を用いる場合はコイル部で、また直流では容器内に
入れた電極部、またマイクロ波を用いる場合には導波管
部によって、プラズマを発生させる。
イクロ波のいずれでも発生し、本発明においてはそのい
ずれでも効果は同じである。なお、これらのプラズマを
発生させるためには、プラズマ発生装置が用いられ、高
周波を用いる場合はコイル部で、また直流では容器内に
入れた電極部、またマイクロ波を用いる場合には導波管
部によって、プラズマを発生させる。
【０００９】
【実施例】図１においてＨ2 １及びＣＨ4 ２から流量計
によってＨ2 １００cc／min，ＣＨ4 ２cc／minに調整し
て混合ガスを導入した。石英の反応管５の外周から入力
２００Ｗで１３．５６ＭＨｚの高周波によってプラズマ
を発生せしめ、Ｗヒータ８によって約２０００℃に加熱
した。Ｓｉ単結晶基板１０はヒーターにより８００℃に
保ち、バルブ６と１３の間を真空ポンプ１４により５Ｔ
ｏｒｒとして１時間の処理を行った。これによって基板
上に緻密なダイヤモンド被膜が４μｍ生成した。図１に
おいて、上記と全く同じ条件でただ、ＲＦコイルに高周
波電源を投入しないでプラズマ発生なしで処理した場合
は０．５μｍのダイヤモンドが生成したに過ぎず、本発
明の方法では８倍の生成速度であった。
によってＨ2 １００cc／min，ＣＨ4 ２cc／minに調整し
て混合ガスを導入した。石英の反応管５の外周から入力
２００Ｗで１３．５６ＭＨｚの高周波によってプラズマ
を発生せしめ、Ｗヒータ８によって約２０００℃に加熱
した。Ｓｉ単結晶基板１０はヒーターにより８００℃に
保ち、バルブ６と１３の間を真空ポンプ１４により５Ｔ
ｏｒｒとして１時間の処理を行った。これによって基板
上に緻密なダイヤモンド被膜が４μｍ生成した。図１に
おいて、上記と全く同じ条件でただ、ＲＦコイルに高周
波電源を投入しないでプラズマ発生なしで処理した場合
は０．５μｍのダイヤモンドが生成したに過ぎず、本発
明の方法では８倍の生成速度であった。
【００１０】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の方法でダイ
ヤモンドが効率よく生成するため、ヒートシンク材各種
工具等工業的に広い範囲に応用することができる。
ヤモンドが効率よく生成するため、ヒートシンク材各種
工具等工業的に広い範囲に応用することができる。
【図１】本発明の装置の一例を示す概念図である。
１ 水素ボンベ ２ 炭化水素ボンベ 3,4 流量計 ５ 反応容器 ６,13 バルブ ７ コイル ８ プラズマ電源 9,12 ＡＣ電源 １０ 基板 １１ ヒーター １４ 真空ポンプ １５ ヒーター
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスの導入装置および排気装置を備える
容器内に、基板の加熱装置およびガスのヒーター装置を
備え、かつガスの流れに沿ってガスの導入装置、ガスの
ヒーター装置、基板の加熱装置、排気装置の順に配列さ
れている硬質被膜の製造装置において、該製造装置がプ
ラズマ発生装置を有し、該プラズマ発生装置がガスのヒ
ーター装置とガスの導入装置の間に配置されていること
を特徴とする硬質被膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1523091A JPH0645898B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 硬質被膜の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1523091A JPH0645898B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 硬質被膜の製造装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57037042A Division JPS58156594A (ja) | 1982-03-08 | 1982-03-08 | 硬質被膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04214872A JPH04214872A (ja) | 1992-08-05 |
| JPH0645898B2 true JPH0645898B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=11883065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1523091A Expired - Lifetime JPH0645898B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 硬質被膜の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645898B2 (ja) |
-
1991
- 1991-02-06 JP JP1523091A patent/JPH0645898B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04214872A (ja) | 1992-08-05 |
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