JPH07278813A - 熱拡散体を含むダイヤモンド化学蒸着装置 - Google Patents

熱拡散体を含むダイヤモンド化学蒸着装置

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JPH07278813A
JPH07278813A JP6318970A JP31897094A JPH07278813A JP H07278813 A JPH07278813 A JP H07278813A JP 6318970 A JP6318970 A JP 6318970A JP 31897094 A JP31897094 A JP 31897094A JP H07278813 A JPH07278813 A JP H07278813A
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diamond
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JP6318970A
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Philip G Kosky
フィリップ・ジョージ・コスキイ
Erik O Einset
エリック・オッドマンド・エインセット
David W Woodruff
デヴィッド・ウィンフィールド・ウッドラフ
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General Electric Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイヤモンドを化学蒸着するための装置にお
いて、温度の一様性および制御を達成する。 【構成】 基体(32)または基体を含むホルダー(30)から
成る基体アセンブリ(3)の背面が好ましくは銅から成る
熱拡散体(9) に接触させられる。この熱拡散体(9) は、
それの内部に埋込まれもしくはそれに付随した加熱手段
(125) を有することが好ましい。かかる熱拡散体(9) は
好ましくはステンレス鋼から成る熱抵抗部材(11)に接触
しており、また後者は好ましくは内部に冷却材通路を有
する冷却素子(17)に接触している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化学蒸着法によるダイヤ
モンドの製造に関するものであって、更に詳しく言え
ば、そのようにして製造されるダイヤモンドの品質およ
び一貫性を最適化するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】化学蒸着法（以後は「ＣＶＤ法」と呼ぶ
ことがある）によるダイヤモンドの製造は公知である。
その際には、水素と気体状炭化水素との混合ガスが比較
的低い圧力下で活性化され、次いで基体に接触するよう
に流される。水素ガスから生じた原子状水素が炭化水素
と反応することによって気体状の活性炭素源が生成し、
次いでそれが基体上に吸着しかつ反応して多結晶質ダイ
ヤモンドを生成する。熱活性化をはじめとする各種の活
性化技術を使用することができるが、「フィラメント
法」においては、少なくとも１８００℃に加熱された１
本以上のフィラメントによってそれが達成される。
【０００３】活性化のためにはこのように高いフィラメ
ント温度が要求される一方、最適のＣＶＤ速度は約７０
０〜１０００℃の範囲内の基体温度において達成され
る。１本のフィラメントを使用する小さい蒸着系におい
ては、基体は受動的な手段によって最適範囲内の温度に
冷却されるのが通例である。経済性の観点から、大面積
の基体がしばしば使用される。大面積の蒸着の場合、一
連のフィラメントが使用される。これは様々な欠点をも
たらすことがある。たとえば、余分のフィラメントが基
体を好適なダイヤモンド蒸着温度よりも高い温度に過熱
することがある。それ故、基体は水冷放熱体への接近に
よって最適範囲内の温度に冷却されるのが通例である。
ここで言う「接近」とは、多くの場合、基体と放熱体と
の距離が１ｍｍ程度であることを意味する。
【０００４】もう１つの欠点は基体温度の変動が大きい
ことであって、それは基体の表面に沿って見た場合に１
５０℃以上にも達することがある。その場合、高い温度
は基体の中心付近に認められ、また低い温度は基体の縁
端に認められる。基体の全幅にわたって複数のフィラメ
ントが使用される場合でもかかる変動は存在するのであ
って、それは基体上に形成されるダイヤモンド層の厚さ
を最高４倍まで変化させることがある。それ故、基体の
全域にわたって均等な厚さを有するダイヤモンド層を得
ることは困難もしくは不可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】もう１つの問題は、基
体の熱膨張から生じるものである。ＣＶＤ操作の開始時
において基体と放熱体との間に１ｍｍの間隙が維持され
ていたとしても、ＣＶＤ操作中には基体の熱膨張の結果
としてその間隙が変化することが避けられない。可動性
の放熱体を設けたとしても、間隙を観察してそれを適正
に調整することは困難である。その上、基体の表面に沿
った温度変動はそれの不均等な膨張をもたらし、ひいて
は間隙の幅の一様性の欠如をもたらすのが通例である。
【０００６】１本以上のフィラメントが破断した場合に
は、更に別の問題が起こる。フィラメントは基体に対す
る唯一の熱源であるから、フィラメントの破断は基体の
表面に沿った温度差を一層悪化させる。フィラメント破
断の場合には、基体上に形成されたダイヤモンド層は厚
さおよび品質の均等性に欠けるため役に立たない。ケミ
カル・アンド・エンジニアリング・ニューズ(Chemical
and EngineeringNews) の第６７巻第２０号（１９８９
年５月１５日号）の２４〜３９頁には、ダイヤモンドの
化学蒸着法に関する総説が見出される。また、複数のフ
ィラメントおよび放熱体の使用は米国特許第４９５３４
９９号明細書中に開示されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、基体温度の一
様性を最適化することによって従来よりも均等なダイヤ
モンド厚さを生み出すような、フィラメント法に基づく
ダイヤモンド化学蒸着装置に関するものである。好適な
実施の態様に従えば、本発明はフィラメント温度と無関
係に基体温度の制御を可能にする結果、フィラメントを
水素−炭化水素混合ガス用の最適活性化温度に加熱しな
がら基体温度を最適の蒸着温度範囲内に維持することが
できる。基体温度は極めて綿密に制御されるから、１本
以上のフィラメントが破断した場合でも有用な製品を得
ることができる。
【０００８】本発明に従えば、少なくとも１本の加熱フ
ィラメントと、蒸着されたダイヤモンドを支持するため
の基体を含むと共に、ダイヤモンド支持用の前面および
背面を有する少なくとも１個の基体アセンブリと、少な
くとも約０．５Ｗ／ｃｍ・℃の熱伝導率を有する金属か
ら成っていて、前面および背面を有すると共に、それの
前記前面が前記基体アセンブリの前記背面に接触してい
るような熱拡散体と、高々約０．３Ｗ／ｃｍ・℃の熱伝
導率を有する耐熱材料から成っていて、前面および背面
を有すると共に、それの前記前面が前記熱拡散体の前記
背面に接触しているような熱抵抗部材と、少なくとも約
０．５Ｗ／ｃｍ・℃の熱伝導率を有する金属から成り、
かつ前記熱抵抗部材の前記背面に接触しているような冷
却素子と、の諸要素を含む、化学蒸着法によってダイヤ
モンドを製造するための装置が提供される。
【０００９】
【実施例】本発明は、ダイヤモンド化学蒸着装置を構成
する公知の要素に関するものである。かかる公知の要素
の中には、減圧状態に維持し得るように構成されかつ適
当なガス入口および排気口を具備した気密の反応室が含
まれている。反応室内に存在する全ての装置部品は、２
０００℃程度のフィラメント温度および約１０００℃ま
での基体温度への暴露に耐えることが必要であるため、
適当な耐熱材料から成っている。たとえば、反応室用と
して適した非導電性の耐熱材料の実例は石英である。下
記に記載される部品は、いずれも反応室内に存在してい
る。
【００１０】先ず図１を見ると、本発明に基づく典型的
な装置の断面図が示されている。そこに図示された基体
およびフィラメントは垂直または水平のいずれの状態に
配置されていてもよい。それらが垂直に配置されている
場合、図１は上面図と見なすことができる。図中には複
数の加熱フィラメントが示されていて、その１本が番号
１によつて表わされている。一般に複数のフィラメント
を使用することが好ましいが、単一のフィラメントを使
用する装置も本発明の範囲内に含まれる。耐熱性フィラ
メント材料としては、タングステン、タンタル、モリブ
デンおよびレニウムのごとき金属が挙げられる。比較的
安価でありかつ特に優れたフィラメント適性を有する点
から見ると、多くの場合においてタングステンが好適で
ある。フィラメントの直径は通例約０．２〜１．０ｍｍ
であるが、多くの場合には約０．４〜０．８ｍｍが好適
である。
【００１１】基体アセンブリ３は、平坦な背面を有する
ものとして示されている。このような形状が好適である
が、本発明装置の残部が適宜に変更されるのであれば、
その他の形状を使用することもできる。図１にはまた、
基体アセンブリ３がそれ自体として基体を構成する平板
から成ることも示されている。ダイヤモンドを蒸着させ
るためには、任意適宜の耐熱性基体材料を使用すること
ができる。かかる材料の実例はモリブデン、ケイ素、タ
ンタル、ニオブおよびそれらの組合せのごとき炭化物生
成体であって、他の耐熱材料上にそれらの炭化物生成体
を被膜として配置することもできる。特に適するのは金
属モリブデン製の基体であって、一般にはそれの使用が
好ましい。
【００１２】基体アセンブリ３の寸法は重要ではなく、
規模の経済性および所要のダイヤモンド製品の寸法に応
じて変化させることができる。それの全体的な寸法は、
通例、３ｃｍ×３ｃｍから２０ｃｍ×２０ｃｍまでの範
囲内にある。モリブデン製基体の厚さは、たとえば約５
〜２０ｍｍの範囲内にあればよい。それよりも低い熱伝
導率を有するその他の基体は、モリブデン製基体よりも
適宜に薄くする必要がある。
【００１３】図２には、基体アセンブリ３の別の具体例
がフィラメント１と共に示されている。この基体アセン
ブリ３は、（通例は黒鉛から成る）基体ホルダー３０と
その中に取付けられた少なくとも１個の基体３２とから
構成されている。数個の基体を保持するように形成され
た基体ホルダーを使用することもできる。この種の基体
アセンブリは、本発明と同じ所有権者によって所有され
た同時係属米国特許出願第０８／９６３９２号明細書中
に詳しく記載されている。その場合、個々の基体の寸法
は通例２．５ｃｍ平方程度である。
【００１４】基体アセンブリ３は、ダイヤモンドを支持
するための前面５と背面７とを有している。この背面７
は、少なくとも約０．５Ｗ／ｃｍ・℃の熱伝導率を有す
る金属から成る熱拡散体９の前面に接触している。かか
る金属の実例としては、銅、モリブデンおよびニッケル
が挙げられる。所要の熱伝導率を有するのであれば、そ
れらの金属の合金を使用することもできる。極めて高い
熱伝導率（約４Ｗ／ｃｍ・℃）を有すると共に比較的安
価であることを考えると、一般に銅が好適である。
【００１５】熱拡散体９の主たる目的は、基体アセンブ
リ３の表面全体にわたって温度の均等化を促進すること
にある。更にまた、基体アセンブリ３の温度をダイヤモ
ンド蒸着のために最適の範囲内に維持するのを助けるた
め、後記に詳述されるごとく熱拡散体９に付随して加熱
手段を設けることもできる。熱拡散体９の厚さは、当業
者にとって自明の原理に基づき、基体アセンブリ３の温
度を所望のごとくに均等化するように調整される。たと
えば、約１０〜５０ｍｍの範囲内の厚さを有する銅ブロ
ックが使用される。
【００１６】本発明の極めて好適な実施の態様に従え
ば、（たとえば、熱拡散体９と熱抵抗部材との間におい
て）熱拡散体９中に埋込まれもしくはそれに隣接して配
置された加熱手段が設けられる。図１においては、複数
のカートリッジヒーターが示されていて、その１つが番
号２５によって表わされている。かかるヒーターは５〜
２０ｍｍ程度の直径を有するものであって、適当な配線
（図示せず）によって温度調節装置に接続されている。
また、基体アセンブリ３に接触して通常の温度測定装置
を配置することができる。
【００１７】熱拡散体９の背面には熱抵抗部材１１が接
触している。それは、高々約０．３Ｗ／ｃｍ・℃という
比較的低い熱伝導率を有する耐熱材料から成っている。
かかる目的のために適した材料としては、金属および耐
火物が挙げられる。適当な金属としては、ステンレス鋼
並びにニッケルおよびその他の金属（たとえば、銅、
鉄、クロムおよびマンガン）の各種合金が挙げられる。
商業的に入手可能なこの種の合金は、ハステロイ(HASTE
LLOY) 、インコネル(INCONEL) およびモネル(MONEL) の
商品名で販売されている。一般に、約０．２Ｗ／ｃｍ・
℃の熱伝導率を有するステンレス鋼が好適である。
【００１８】熱抵抗部材１１は単純な板またはブロック
から構成することもできる。とは言え、これは一般に好
ましいものではない。なぜなら、熱拡散体と冷却素子と
の間に所望の温度降下を得るためには１０ｃｍを越える
極めて厚いブロックが必要とされるからである。多くの
場合、熱抵抗部材１１は下記のごとき冷却素子に対して
パターン化された接触部を有するように構成される。
【００１９】極めて好適な実施の態様に従えば、熱抵抗
部材１１はパターン化された金属から構成される。その
場合のパターンは、基体温度を好適な範囲以下に維持す
るために必要な抵抗を熱の流れに対して生み出すように
選ばれる。かかるパターンは、３つのパラメーター、す
なわち材料の熱伝導率、それの接触断面積、およびそれ
の正味厚さに依存する。かかる接触部は、熱拡散体９の
背面に沿って一様に分布していることが好ましい。通
例、このようにして材料の正味熱伝導率を１０分の１以
下に低下させることができる。
【００２０】熱抵抗部材１１の比較的簡単な具体例は、
図示されるごとく、ステンレス鋼板および複数のリベッ
トを用いて構成することができる。すなわち、板１３の
全域にわたって一様に分布した複数の穴が形成される。
次いで、図示のごとくに平坦な頭部を有するリベット１
５が板１３の穴に圧入される。こうして構成された集合
体が熱抵抗部材として使用される。なお、たとえば鋼板
の機械加工によって製造されるような同等の構造物を使
用することもできる。
【００２１】図示のごとく、リベット１５の頭部は熱拡
散体９との接触部を成している。また、リベット１５の
他端は冷却素子１７に接触している。後者は、比較的高
い熱伝導率（すなわち、少なくとも約０．５Ｗ／ｃｍ・
℃の熱伝導率）を有する金属から成るという点で熱拡散
体９に類似している。それは水のごとき冷却材用の通路
を内部に有していてもよいし、あるいは密着して配置さ
れた冷却コイルを有していてもよい。
【００２２】図１中には、冷却素子１７は前板１９およ
び冷却コイル２１から成るものとして示されているが、
それ以外の任意適宜の構成のものを使用することもでき
る。なお、熱抵抗部材１１の後部との接触面積をできる
だけ大きくするため、冷却素子１７は図示されるごとく
に平坦な前面を有することが極めて好ましい。基体アセ
ンブリ３、熱拡散体９および熱抵抗部材１１を別個に作
製し、そしてダイヤモンド蒸着用の反応室内にそれらを
単に接触させて配置することも本発明の範囲内に含まれ
る。とは言え、好適な実施の態様に従えば、安定性の点
からそれらは互いに結合される。図示された実施の態様
においては、留め金具としてボルト２３が使用されてい
る。加熱および冷却時における膨張および収縮に対処す
るため、止め座金（図示せず）のごとき締付け手段を使
用することもできる。基体アセンブリ３の前面に突出し
てダイヤモンドの蒸着を妨げない限り、任意適宜の種類
のボルトを使用することができる。あるいはまた、その
他の結合手段（たとえば、ろう付け）を使用することも
できる。
【００２３】熱拡散体９中に加熱手段２５を使用する場
合、基体アセンブリ３を加熱するために必要な熱の全て
を供給する温度にフィラメント１を維持することは不要
である。すなわち、フィラメント温度を独立に調整する
と共に、基体アセンブリ３を一般に約７００〜１０００
℃の最適温度範囲内に維持するようにカートリッジヒー
ター２５の出力を調節すればよいのである。通例、熱抵
抗部材１１はフィラメント加熱のみによって基体アセン
ブリ３に約７００℃の温度が付与されるように構成され
る。
【００２４】２０．３ｃｍ×１０．２ｃｍ×０．９５ｃ
ｍの直方体のモリブデン製基体および厚さ約１．９ｃｍ
の銅製熱拡散体を用いてダイヤモンド製造実験を行っ
た。熱抵抗部材は、厚さ０．８ｍｍのステンレス鋼板お
よび図１に示されるごとくそれの全域にわたって分布し
た直径６．４ｍｍかつ長さ１１．１ｍｍのリベットから
成っていた。その結果、熱抵抗部材の接触面積と熱拡散
体の全面積との比は１：６．４４であった。ダイヤモン
ド蒸着条件下において、基体のかど部および中心部の温
度はそれぞれ約７７５℃および約７９５℃であって、両
者間の温度差は約２０℃に過ぎなかった。これは、熱拡
散体および熱抵抗部材が存在しない場合に約１５０℃の
温度差が認められることに比べて全く対照的である。ま
た、フィードバック温度制御器を使用して上記のごとき
装置を運転したところ、フィラメントへの供給電力が５
ｋＷから３．２ｋＷに低下した場合でも基体の温度は僅
か±２℃しか変動しないことも認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の一態様に従って構成され
たダイヤモンド化学蒸着装置の断面図であって、本発明
装置の一構成要素を成す基体アセンブリの一具体例を示
している。
【図２】基体アセンブリの別の具体例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 加熱フィラメント ３ 基体アセンブリ ５ 基体アセンブリの前面 ７ 基体アセンブリの背面 ９ 熱拡散体 １１ 熱抵抗部材 １３ ステンレス鋼板 １５ リベット １７ 冷却素子 １９ 前板 ２１ 冷却コイル ２３ ボルト ２５ 加熱手段 ３０ 基体ホルダー ３２ 基体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デヴィッド・ウィンフィールド・ウッドラ フ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、ビーチウッド・ドライブ、 ８番

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１本の加熱フィラメントと、 蒸着されたダイヤモンドを支持するための基体を含むと
    共に、ダイヤモンド支持用の前面および背面を有する少
    なくとも１個の基体アセンブリと、 少なくとも約０．５Ｗ／ｃｍ・℃の熱伝導率を有する金
    属から成っていて、前面および背面を有すると共に、そ
    れの前記前面が前記基体アセンブリの前記背面に接触し
    ているような熱拡散体と、 高々約０．３Ｗ／ｃｍ・℃の熱伝導率を有する耐熱材料
    から成っていて、前面および背面を有すると共に、それ
    の前記前面が前記熱拡散体の前記背面に接触しているよ
    うな熱抵抗部材と、 少なくとも約０．５Ｗ／ｃｍ・℃の熱伝導率を有する金
    属から成り、かつ前記熱抵抗部材の前記背面に接触して
    いるような冷却素子と、の諸要素を含む、化学蒸着法に
    よってダイヤモンドを製造するための装置。
  2. 【請求項２】 前記基体アセンブリが平坦な背面を有す
    る請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記熱抵抗部材が前記冷却素子に対して
    パターン化された接触部を有する請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記接触部が一様に分布している請求項
    ３記載の装置。
  5. 【請求項５】 複数の加熱フィラメントを含む請求項３
    記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記冷却素子が内部に冷却材通路を有す
    る請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記基体アセンブリがそれ自体として基
    体を構成する平板から成る請求項５記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記基体アセンブリが基体ホルダー中に
    少なくとも１個の基体を取付けたものから成る請求項５
    記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記熱拡散体がそれの内部に配置されも
    しくはそれに隣接して配置された加熱手段を有する請求
    項５記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記加熱手段が前記熱拡散体中に埋込
    まれている請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記加熱手段が複数のカートリッジヒ
    ーターから成る請求項１０記載の装置。
JP6318970A 1993-12-27 1994-12-22 熱拡散体を含むダイヤモンド化学蒸着装置 Withdrawn JPH07278813A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US172797 1993-12-27
US08/172,797 US5397396A (en) 1993-12-27 1993-12-27 Apparatus for chemical vapor deposition of diamond including thermal spreader

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07278813A true JPH07278813A (ja) 1995-10-24

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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19701696C2 (de) * 1997-01-20 1999-02-18 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur Beschichtung eines Substrates mittels eines chemischen Gasphasenabscheideverfahrens
US6035101A (en) * 1997-02-12 2000-03-07 Applied Materials, Inc. High temperature multi-layered alloy heater assembly and related methods
US6147334A (en) * 1998-06-30 2000-11-14 Marchi Associates, Inc. Laminated paddle heater and brazing process
JP2000243542A (ja) * 1999-02-24 2000-09-08 Nhk Spring Co Ltd ヒータユニット及びその製造方法
US6692574B1 (en) * 1999-08-30 2004-02-17 Si Diamond Technology, Inc. Gas dispersion apparatus for use in a hot filament chemical vapor deposition chamber
US7372001B2 (en) 2002-12-17 2008-05-13 Nhk Spring Co., Ltd. Ceramics heater
US20070295276A1 (en) * 2004-12-22 2007-12-27 Sokudo Co., Ltd. Bake plate having engageable thermal mass
US7652227B2 (en) * 2006-05-18 2010-01-26 Applied Materials, Inc. Heating and cooling plate for a vacuum chamber
US10192760B2 (en) * 2010-07-29 2019-01-29 Eugene Technology Co., Ltd. Substrate supporting unit, substrate processing apparatus, and method of manufacturing substrate supporting unit
US9343273B2 (en) * 2008-09-25 2016-05-17 Seagate Technology Llc Substrate holders for uniform reactive sputtering
US20100140790A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Seagate Technology Llc Chip having thermal vias and spreaders of cvd diamond
GB201021913D0 (en) 2010-12-23 2011-02-02 Element Six Ltd Microwave plasma reactors and substrates for synthetic diamond manufacture
JP5913362B2 (ja) 2010-12-23 2016-04-27 エレメント シックス リミテッド 合成ダイヤモンド材料のドーピングの制御
GB201021865D0 (en) 2010-12-23 2011-02-02 Element Six Ltd A microwave plasma reactor for manufacturing synthetic diamond material
GB201021860D0 (en) 2010-12-23 2011-02-02 Element Six Ltd A microwave plasma reactor for diamond synthesis
GB201021853D0 (en) 2010-12-23 2011-02-02 Element Six Ltd A microwave plasma reactor for manufacturing synthetic diamond material
GB201021855D0 (en) 2010-12-23 2011-02-02 Element Six Ltd Microwave power delivery system for plasma reactors
GB201021870D0 (en) 2010-12-23 2011-02-02 Element Six Ltd A microwave plasma reactor for manufacturing synthetic diamond material
DE102014223301B8 (de) 2014-11-14 2016-06-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Substrathalter, Plasmareaktor und Verfahren zur Abscheidung von Diamant

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2171877A1 (en) * 1972-02-14 1973-09-28 Commissariat Energie Atomique Semiconductor coating appts - giving improved uniformity of coating
US5340401A (en) * 1989-01-06 1994-08-23 Celestech Inc. Diamond deposition cell
US4953499A (en) * 1989-08-03 1990-09-04 General Electric Company Apparatus for synthetic diamond deposition including curved filaments and substrate cooling means
US5023109A (en) * 1989-09-06 1991-06-11 General Atomics Deposition of synthetic diamonds
JP2864466B2 (ja) * 1989-11-07 1999-03-03 株式会社ゼクセル ダイヤモンド製造装置
US5160544A (en) * 1990-03-20 1992-11-03 Diamonex Incorporated Hot filament chemical vapor deposition reactor
US5071677A (en) * 1990-05-24 1991-12-10 Houston Advanced Research Center Halogen-assisted chemical vapor deposition of diamond
DE69127609T2 (de) * 1990-07-18 1998-01-22 Sumitomo Electric Industries Vorrichtung und verfahren zur herstellung von diamanten
JPH0483795A (ja) * 1990-07-26 1992-03-17 Tokai Carbon Co Ltd ダイヤモンド析出用基体の温度調整法
US5183529A (en) * 1990-10-29 1993-02-02 Ford Motor Company Fabrication of polycrystalline free-standing diamond films
ZA921208B (en) * 1991-03-04 1993-02-24 Gen Electric Apparatus for producing diamonds by chemical vapor deposition and articles produced therefrom

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