JPS5825041B2 - ダイヤモンド状炭素膜の製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド状炭素膜の製造方法Info
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- JPS5825041B2 JPS5825041B2 JP54098706A JP9870679A JPS5825041B2 JP S5825041 B2 JPS5825041 B2 JP S5825041B2 JP 54098706 A JP54098706 A JP 54098706A JP 9870679 A JP9870679 A JP 9870679A JP S5825041 B2 JPS5825041 B2 JP S5825041B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/081—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing particle radiation or gamma-radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はダイヤモンド状炭素膜の製造方法に関し、更に
詳しくは真空蒸着法を用いてダイヤモンド状炭素膜を製
造する方法に関するものである。
詳しくは真空蒸着法を用いてダイヤモンド状炭素膜を製
造する方法に関するものである。
ダイヤモンドは電気絶縁性および熱放散性にすぐれ、高
硬度で、摩耗しにくい物質であることから、絶縁膜、表
面保護膜として、ＬＳＩ等の電子素子の材料として期待
され、また現にヒートシンクとしての使用例もある。
硬度で、摩耗しにくい物質であることから、絶縁膜、表
面保護膜として、ＬＳＩ等の電子素子の材料として期待
され、また現にヒートシンクとしての使用例もある。
かかる用途に用いる場合、いずれも膜厚１′ｒｎｍ以下
のダイヤモンド膜が必要であるが、従来は天然ダイヤモ
ンドを薄板状に切り出した後、研摩して薄膜化していた
が、かかる方法は技術的に困難で時間もかかり、かつ歩
留りも悪く、極薄膜を製造しえないと言う欠点があった
。
のダイヤモンド膜が必要であるが、従来は天然ダイヤモ
ンドを薄板状に切り出した後、研摩して薄膜化していた
が、かかる方法は技術的に困難で時間もかかり、かつ歩
留りも悪く、極薄膜を製造しえないと言う欠点があった
。
このように製造性が悪くコスト高になるのに加えて、天
然ダイヤモンドを用いねばならないため、更にコストが
高くなるという欠点があった。
然ダイヤモンドを用いねばならないため、更にコストが
高くなるという欠点があった。
本発明はかかる欠点を除去することを目的とする。
詳しくは製造が簡便で、かつ従来に比べて製造時間が短
かく、更に極めて安価に良好なダイヤモンド状薄膜を製
造する方法を提供せんとするものである。
かく、更に極めて安価に良好なダイヤモンド状薄膜を製
造する方法を提供せんとするものである。
したがって、本発明による第１のダイヤモンド状炭素膜
の製造方法は、真空中でダイヤモンド粉末をレーザまた
は電子線加熱し、蒸着基板上にダイヤモンド状薄膜を形
成させることを特徴とするものである。
の製造方法は、真空中でダイヤモンド粉末をレーザまた
は電子線加熱し、蒸着基板上にダイヤモンド状薄膜を形
成させることを特徴とするものである。
更に本発明による第２のダイヤモンド状炭素膜の製造方
法は、真空中でダイヤモンド粉末をレーザ加熱または電
子線加熱し、蒸着基板上にダイヤモンド状薄膜を形成さ
せると同時に、このダイヤモンド状薄膜にイオンを照射
することを特徴とするものである。
法は、真空中でダイヤモンド粉末をレーザ加熱または電
子線加熱し、蒸着基板上にダイヤモンド状薄膜を形成さ
せると同時に、このダイヤモンド状薄膜にイオンを照射
することを特徴とするものである。
本発明によれば、天然ダイヤモンドを薄切りし、研磨す
るのと異なり、ダイヤモンド粉末をレーザまたは電子線
加熱して、基板上に薄膜を形成させるため、母材として
、安価な工業用ダイヤモンドを用いることができ、更に
製造が簡便で、かつ極めて薄いダイヤモンド状炭素膜を
形成しえる。
るのと異なり、ダイヤモンド粉末をレーザまたは電子線
加熱して、基板上に薄膜を形成させるため、母材として
、安価な工業用ダイヤモンドを用いることができ、更に
製造が簡便で、かつ極めて薄いダイヤモンド状炭素膜を
形成しえる。
したがって、製造コストを極めて低減することができる
と言う利点がある。
と言う利点がある。
特に本発明による第２の発明にあっては極めて良好なダ
イヤモンド状炭素膜かえられる。
イヤモンド状炭素膜かえられる。
本発明を更に詳しく説明する。
本発明において用いられる母材は前述のように粉末ダイ
ヤモンドであり、安価な工業用ダイヤモンドなどであっ
てよい。
ヤモンドであり、安価な工業用ダイヤモンドなどであっ
てよい。
このダイヤモンド粉末に真空中、高出力のレーザ光また
は電子線を照射し、クラスタ状ダイヤモンド分子の形で
蒸発せしめ、蒸着基板上に蒸着膜（ダイヤモンド状炭素
膜）を形成せしめる。
は電子線を照射し、クラスタ状ダイヤモンド分子の形で
蒸発せしめ、蒸着基板上に蒸着膜（ダイヤモンド状炭素
膜）を形成せしめる。
レーザを照射するに際してたとえば真空容器内に設けら
れたレーザ光導入窓より、レーザ光を真空容器内に導入
し、前記真空容器内に設けられた凹面鏡に当てて反射、
収束させ、ダイヤモンド粉末に照射することもできる。
れたレーザ光導入窓より、レーザ光を真空容器内に導入
し、前記真空容器内に設けられた凹面鏡に当てて反射、
収束させ、ダイヤモンド粉末に照射することもできる。
更に、本発明による第２の発明においては、たとえばイ
オン銃をイオンが蒸着基板に衝突するように容器内に設
け、ダイヤモンド分子が蒸着基板上に堆積すると同時に
イオンが衝突するようにする。
オン銃をイオンが蒸着基板に衝突するように容器内に設
け、ダイヤモンド分子が蒸着基板上に堆積すると同時に
イオンが衝突するようにする。
このイオン衝撃の効果により、堆積する分子は局部的に
等価的な高温高圧状態におかれ、蒸着基板上により良好
なダイヤモンド状炭素薄膜が形成される。
等価的な高温高圧状態におかれ、蒸着基板上により良好
なダイヤモンド状炭素薄膜が形成される。
この方法によれば、真空蒸着のみの方法よりもダイヤモ
ンドとしての結晶化度が高く、電気抵抗、光透過率、硬
度等の点で、よりダイヤモンドに近い性質をもつダイヤ
モンド状炭素膜が形成される。
ンドとしての結晶化度が高く、電気抵抗、光透過率、硬
度等の点で、よりダイヤモンドに近い性質をもつダイヤ
モンド状炭素膜が形成される。
照射するイオンは特に限定されるものではなく、たとえ
ば不活性ガスイオン（アルゴンイオン、ヘリウムイオン
など）であってもよい。
ば不活性ガスイオン（アルゴンイオン、ヘリウムイオン
など）であってもよい。
次に本発明のダイヤモンド状炭素膜を製造する方法を実
施するための装置について説明する。
施するための装置について説明する。
第１図は本発明の第１のダイヤモンド状炭素膜を製造す
る方法を実施するための装置の概略図であり、１は真空
容器、２はレーザ光、３はレーザ光導入窓、４は凹面鏡
、５はダイヤモンド粉末、６は蒸着基板である。
る方法を実施するための装置の概略図であり、１は真空
容器、２はレーザ光、３はレーザ光導入窓、４は凹面鏡
、５はダイヤモンド粉末、６は蒸着基板である。
この装置においてはレーザ光を使用するが、電子線であ
ってもよいのはもちろんである。
ってもよいのはもちろんである。
第１図より明かなように、真空容器１にはレーザ光２を
導入するためのレーザ導入窓３が設けられ、また前記真
空容器１内に凹面鏡４、ダイヤモンド粉末５、蒸着基板
６がある。
導入するためのレーザ導入窓３が設けられ、また前記真
空容器１内に凹面鏡４、ダイヤモンド粉末５、蒸着基板
６がある。
これを動作するにはまず真空容器１の内部を高真空に排
気した後、レーザ光導入窓３から出力数十Ｗのレーザ光
２を導入し、これを凹面鏡４で反射、収束しダイヤモン
ド粉末５上に照射する。
気した後、レーザ光導入窓３から出力数十Ｗのレーザ光
２を導入し、これを凹面鏡４で反射、収束しダイヤモン
ド粉末５上に照射する。
レーザ光照射により数千度に熱せられたダイヤモンド粉
末５はクラスター状分子の形で蒸発し、蒸着基板６上に
堆積し、ダイヤモンド状炭素膜を形成する。
末５はクラスター状分子の形で蒸発し、蒸着基板６上に
堆積し、ダイヤモンド状炭素膜を形成する。
このようにして得られるダイヤモンド状炭素膜は電気抵
抗、光透過率の点でダイヤモンドに類似した性質を呈す
る。
抗、光透過率の点でダイヤモンドに類似した性質を呈す
る。
第２図はこのような本発明による第１のダイヤモンド状
炭素膜の製造方法において製造したダイヤモンド状炭素
膜の性質を示すグラフであり、第２ａ図は炭素膜の抵抗
率の温度変化、第２ｂ図は膜厚１０００人の可、視域の
光透過率を示すグラフである。
炭素膜の製造方法において製造したダイヤモンド状炭素
膜の性質を示すグラフであり、第２ａ図は炭素膜の抵抗
率の温度変化、第２ｂ図は膜厚１０００人の可、視域の
光透過率を示すグラフである。
図中、Ａは本発明による方法で製造されたダイヤモンド
状炭素膜、Ｇはグラファイト薄膜、Ｄは天然ダイヤモン
ドを示す。
状炭素膜、Ｇはグラファイト薄膜、Ｄは天然ダイヤモン
ドを示す。
第２ａ図より明かなように、本発明によるダイヤモンド
状炭素膜Ａはグラファイト薄膜Ｇに較べて、はるかに高
い抵抗率を示し、また光透過率（第２ｂ図）もグラファ
イト薄膜Ｇよりかなり大きく、天然ダイヤモンドＤに近
い。
状炭素膜Ａはグラファイト薄膜Ｇに較べて、はるかに高
い抵抗率を示し、また光透過率（第２ｂ図）もグラファ
イト薄膜Ｇよりかなり大きく、天然ダイヤモンドＤに近
い。
第３図はイオン照射を同時に行なう本発明による第２の
方法を実施するための装置の概略図であり、７はイオン
銃、８はダイヤモンド分子、９はイオン流（たとえばア
ルゴンイオン）、１０は蒸着基板６に形成されるダイヤ
モンド状薄膜を示し、他は第１図と同様である。
方法を実施するための装置の概略図であり、７はイオン
銃、８はダイヤモンド分子、９はイオン流（たとえばア
ルゴンイオン）、１０は蒸着基板６に形成されるダイヤ
モンド状薄膜を示し、他は第１図と同様である。
レーザ光２で加熱されたダイヤモンド粉末５はクラスタ
状ダイヤモンド分子８の形で蒸発し、蒸着基板６上に堆
積する。
状ダイヤモンド分子８の形で蒸発し、蒸着基板６上に堆
積する。
同時にイオン銃７により数十ｅＶに加速したイオン流９
を蒸着基板６に衝突せしめる。
を蒸着基板６に衝突せしめる。
このイオン衝撃の効果により、堆積するダイヤモンド分
子８は局部的に等価的な高温高圧状態におかれ、蒸着基
板６上に良好なダイヤモンド状炭素膜１０が形成される
。
子８は局部的に等価的な高温高圧状態におかれ、蒸着基
板６上に良好なダイヤモンド状炭素膜１０が形成される
。
この方法によれば先に示した真空蒸着のみの方法よりも
ダイヤモンドとしての結晶化度が高く電気抵抗、光透過
率、硬度等の点でもよりダイヤモンドに近い性質をもつ
炭素膜が形成される。
ダイヤモンドとしての結晶化度が高く電気抵抗、光透過
率、硬度等の点でもよりダイヤモンドに近い性質をもつ
炭素膜が形成される。
以上説明したように本発明は従来の技術では不可能とさ
れていたダイヤモンド性炭素膜を製造する方法を提供す
るものであり、その応用価値はすこぶる高いものがある
。
れていたダイヤモンド性炭素膜を製造する方法を提供す
るものであり、その応用価値はすこぶる高いものがある
。
従来ダイヤモンドを電子素子の材料として用いる場合、
天然ダイヤを薄板状に切り出した後、研磨して薄層化し
ていたが、本発明の方法は価格の低い工業用ダイヤモン
ド粉末を母材とした真空蒸着技術に基づくものであるか
ら、数ぼφの面積にわたり膜厚約１μｍの薄膜を安価に
かつ容易に形成することができる。
天然ダイヤを薄板状に切り出した後、研磨して薄層化し
ていたが、本発明の方法は価格の低い工業用ダイヤモン
ド粉末を母材とした真空蒸着技術に基づくものであるか
ら、数ぼφの面積にわたり膜厚約１μｍの薄膜を安価に
かつ容易に形成することができる。
したがって、本発明の方法によれば加工時間が短く、コ
ストも著しく低減するという利点がある。
ストも著しく低減するという利点がある。
また本発明による方法はＬＳＩ等の電子素子にダイヤモ
ンドを付加せしめるときの加工手段としても適している
。
ンドを付加せしめるときの加工手段としても適している
。
第１図は本発明の第１のダイヤモンド状炭素膜の製造方
法を実施するための装置の概略図、第２ａ図は本発明の
方法により製造したダイヤモンド状炭素膜の電気抵抗の
温度変化をグラファイト薄膜に対する値とともに示した
グラフ、第２ｂ図は本発明の方法により製造したダイヤ
モンド状炭素膜の可視域での光透過率をグラファイト薄
膜、天然ダイヤモンドに対する値とともに示したグラフ
、第３図は本発明の第２の方法を実施するための装置の
概略図である。 １・・・・・・真空容器、２・・・・・・レーザ光、３
・・・・・・レーザ光導入窓、４・・・・・・凹面鏡、
５・・・・・・ダイヤモンド粉末、６・・・・・・蒸着
基板、７・・・・・・イオン銃、８・・・・・・クラス
ター状ダイヤモンド分子、９・・・・・・イオン、１０
・・・・・・ダイヤモンド状炭素膜。
法を実施するための装置の概略図、第２ａ図は本発明の
方法により製造したダイヤモンド状炭素膜の電気抵抗の
温度変化をグラファイト薄膜に対する値とともに示した
グラフ、第２ｂ図は本発明の方法により製造したダイヤ
モンド状炭素膜の可視域での光透過率をグラファイト薄
膜、天然ダイヤモンドに対する値とともに示したグラフ
、第３図は本発明の第２の方法を実施するための装置の
概略図である。 １・・・・・・真空容器、２・・・・・・レーザ光、３
・・・・・・レーザ光導入窓、４・・・・・・凹面鏡、
５・・・・・・ダイヤモンド粉末、６・・・・・・蒸着
基板、７・・・・・・イオン銃、８・・・・・・クラス
ター状ダイヤモンド分子、９・・・・・・イオン、１０
・・・・・・ダイヤモンド状炭素膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空中でダイヤモンド粉末をレーザまたは電子線加
熱し、蒸着基板上にダイヤモンド状薄膜を形成させるこ
とを特徴とするダイヤモンド状炭素膜の製造方法。 ２ 真空中でダイヤモンド粉末をレーザまたは電子線加
熱し、蒸着基板にダイヤモンド状薄膜を形成させると同
時に、このダイヤモンド状薄膜にイオンを照射すること
を特徴とするダイヤモンド状炭素膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54098706A JPS5825041B2 (ja) | 1979-08-03 | 1979-08-03 | ダイヤモンド状炭素膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54098706A JPS5825041B2 (ja) | 1979-08-03 | 1979-08-03 | ダイヤモンド状炭素膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5622616A JPS5622616A (en) | 1981-03-03 |
| JPS5825041B2 true JPS5825041B2 (ja) | 1983-05-25 |
Family
ID=14226943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54098706A Expired JPS5825041B2 (ja) | 1979-08-03 | 1979-08-03 | ダイヤモンド状炭素膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5825041B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6236819A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-17 | Canon Inc | 半導体焼付露光装置 |
| WO1991009994A1 (en) * | 1989-12-26 | 1991-07-11 | Shindaigo Co., Ltd. | Method of forming material layer |
| US10773495B2 (en) | 2013-07-31 | 2020-09-15 | Corning Incorporated | Modular wall panels and planar structures |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2514743B1 (fr) * | 1981-10-21 | 1986-05-09 | Rca Corp | Pellicule amorphe a base de carbone, du type diamant, et son procede de fabrication |
| JPS60195094A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-03 | Agency Of Ind Science & Technol | ダイヤモンド薄膜の製造方法 |
| JPH07113147B2 (ja) * | 1991-11-01 | 1995-12-06 | 工業技術院長 | 新炭素材料の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994593A (ja) * | 1972-10-28 | 1974-09-07 | ||
| JPS5237577A (en) * | 1975-09-17 | 1977-03-23 | Mihairobuichi G Biyachiesurafu | Apparatus for forming coating by ion spattering process |
| JPS5310394A (en) * | 1976-07-15 | 1978-01-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of diamond thin films |
-
1979
- 1979-08-03 JP JP54098706A patent/JPS5825041B2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994593A (ja) * | 1972-10-28 | 1974-09-07 | ||
| JPS5237577A (en) * | 1975-09-17 | 1977-03-23 | Mihairobuichi G Biyachiesurafu | Apparatus for forming coating by ion spattering process |
| JPS5310394A (en) * | 1976-07-15 | 1978-01-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of diamond thin films |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6236819A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-17 | Canon Inc | 半導体焼付露光装置 |
| WO1991009994A1 (en) * | 1989-12-26 | 1991-07-11 | Shindaigo Co., Ltd. | Method of forming material layer |
| US10773495B2 (en) | 2013-07-31 | 2020-09-15 | Corning Incorporated | Modular wall panels and planar structures |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5622616A (en) | 1981-03-03 |
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