JPH0649636B2 - ダイヤモンド被膜の付着方法 - Google Patents

ダイヤモンド被膜の付着方法

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JPH0649636B2
JPH0649636B2 JP2028601A JP2860190A JPH0649636B2 JP H0649636 B2 JPH0649636 B2 JP H0649636B2 JP 2028601 A JP2028601 A JP 2028601A JP 2860190 A JP2860190 A JP 2860190A JP H0649636 B2 JPH0649636 B2 JP H0649636B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダイヤモンド被膜を形成するためにレーザー
を補助的に用いた化学気相成長（ＣＶＤ）法に関するも
のである。
〔従来の技術〕
ダイヤモンド被膜は、電子産業分野で利用するのに適し
た多くの好ましい特性を持つている。ダイヤモンド被膜
は硬く、透明で、化学的に安定で、電子的に絶縁体で、
半導体であり、しかも低い摩擦を有する。従来の技術に
おいては、ダイヤモンド被膜の付着を行なう際、８００
〜１０００℃の範囲の温度が必要であつた。（松本他；
Journal of Materials Science,V.17、P.3106、1982参
照）。このように高温度が要求されるため、このような
方法はこれまで実際の応用が著しく制限されていた。
ダイヤモンド被膜を形成する方法として、熱ＣＶＤ法、
プラズマＣＶＤ法及び電子を補助的に用いるＣＶＤ法を
含む方法がある。高周波スパッタリングやイオンビーム
法も文献では提案されている（広瀬他；Japanese Journ
al of Applied Physics，25、L519、1986参照）。
また米国特許第3,961,103号、第4,434,188号、第4,490,
229号、第4,604,294号には様々な被膜付着方法が記述さ
れているが、それらは、明らかに本発明の方法とは異な
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述の従来の方法は、著しく高い基板温度（６５０〜１
２００℃）を必要とするのが普通であつた。しかし、電
子応用分野で利用されるほとんどの基板は、このような
温度では、破壊されてしまうという問題点があつた。
そこで本発明は、上記のような従来技術の問題点を有さ
ないレーザを補助的に用いたＣＶＤ法によるダイヤモン
ド被膜製造方法を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明では、分解せずに気
化する有機化合物（脂肪族カルボン酸又は芳香族無水カ
ルボン酸）を基板の置かれた密閉空間内で気化させ、例
えばエキシマレーザやＮｄ：ＹＡＧレーザのような高出
力高パルスのレーザを用いてダイヤモンド被膜を基板上
に付着させようとしている。
本発明において有用な脂肪族カルボン酸としては、マロ
ン酸や酢酸が望ましく、また芳香族無水カルボン酸とし
ては、無水ピロメリト酸が望ましい。
本発明で使用するのが望ましいエキシマレーザの波長
は、２２０nmにおけるＫｒＣ、２４８nmのＫｒＦ、３
０８nmのＸｅＣ、３５１nmのＸｅＦである。Ｎｄ：Ｙ
ＡＧレーザの波長は２６６nmにおける４次高周波、３５
５nmの３次高周波が望ましい。これらの波長では、付着
したダイヤモンド被膜の溶発は起こらないであろう。
適正な酸や無水物を基板の置かれた密閉空間内で気化さ
せる際、水素、酸素、アルゴンのようなキヤリア又は緩
衝ガスの使用が望ましい。気相中の初期有機化合物は、
全ガスの約１／１０〜１０重量％好ましくは約５重量％
の濃度で存在することがよい。全圧力は0.1〜１００Tor
r、好ましくは１〜１０Torrがよい。本発明の注目すべ
き特徴は、基板の初期温度が４００℃より低く、好まし
くは１５０℃より低い、ということである。このこと
は、これより相当に高い温度を要する従来の技術とは、
著しい対照をなす。室温を使用するのが便利であるが、
０℃程度の低さでも構わない。本方法の実施において、
レーザの当たる基板上にダイヤモンド被膜が付着する。
付着面積は、レーザ光の当たる面積によつて制御され
る。つまり、レーザ光の当たる範囲のみによつて限定さ
れる。ＳＰ２混成炭素原子を選択的に取り除いてより純
粋なダイヤモンド被膜を付着するために、前述の方法と
関連して比較的長い波長（＞４００nm）の第２のレーザ
光、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザの５３２nmにおける２次
高周波を使用することもできる。
付着させたダイヤモンド被膜を基板にしつかりと固着さ
せることが重要である場合、炭化物や炭化物を形成する
物質を基板として用いるのが望ましいと考えられる。タ
ングステンやモリブデンなどの多くの物質が炭化物を形
成することが知られている。本発明で使用するのに特に
適した基板はシリコン、中でもシリコン（１１１）であ
る。
〔実施例〕
（例１） 室温（２５℃）で、気体状のマロン酸と、水素をシリコ
ン基板上に通し、軽く焦点を合わせたＫｒＦレーザビー
ムを用いて1.5時間照射した。その結果、付着されたも
のは、５mm×１５mmの範囲で１μｍの厚さであつた。こ
の試料のラマン分光法とオージェ分光法の分析結果は、
それがダイヤモンドであることを示している。
（例２） ２つの独立した実験において、マロン酸と無水ピロメリ
ト酸の各々が、固体を気化させることによつて付着セル
へ導入された。１０Torrのヘリウムが緩衝ガスとして加
えられた。有機前駆体が２４８nmのレーザで光解離する
と、ダイヤモンドの付着が始まつた。次いで、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧレーザの２次高調波（５３２nm）が被膜中に含まれ
るダイヤモンド以外のものを光溶発させるために使用さ
れた。これらの付着の際、基板温度は１５０℃であつ
た。ラマン分光法によつてＳＰ２汚染の減少を確証し
た。
〔発明の効果〕
本発明は、以下説明したように基板温度４００℃以下に
おいて、高出力、高パルスレーザと脂肪族カルボン酸や
芳香族無水カルボン酸の気体を用いてダイヤモンド被膜
を付着することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】次の各工程から成る基板上にダイヤモンド
    被膜を付着する方法 （イ）４００℃以下の温度における基板を含む密閉空間
    内に脂肪族カルボン酸又は芳香族無水カルボン酸の化合
    物の気体を満たす第一工程。 （ロ）上記基板に当たるように設定した高出力、高パル
    スレーザで上記気体を照射することにより該レーザの当
    たつた上記基板の部分にダイヤモンド被膜を付着する第
    二工程。
  2. 【請求項２】付着した被膜のＳＰ２汚染を減少させるた
    めに上記レーザよりも長い波長を有する第２のレーザを
    用いた特許請求の範囲第１項に記載のダイヤモンド被膜
    の付着方法。
JP2028601A 1989-02-10 1990-02-09 ダイヤモンド被膜の付着方法 Expired - Lifetime JPH0649636B2 (ja)

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