JPS60127293A - ダイヤモンドの製造方法 - Google Patents
ダイヤモンドの製造方法Info
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- JPS60127293A JPS60127293A JP58235019A JP23501983A JPS60127293A JP S60127293 A JPS60127293 A JP S60127293A JP 58235019 A JP58235019 A JP 58235019A JP 23501983 A JP23501983 A JP 23501983A JP S60127293 A JPS60127293 A JP S60127293A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/04—Diamond
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低圧下でダイヤモンドを製造スル方法に関する
。特に、ダイヤモンドの生成速度を高めた方法に関する
ものである。
。特に、ダイヤモンドの生成速度を高めた方法に関する
ものである。
従来、低圧下でダイヤモンドを製造しようとする試みは
種々試みられてきたがその製造技術には多くの問題を含
んでいる。例えば、化学凶相析出法ではダイヤモンドの
形成とともに黒鉛や非ダイヤモンド炭素が形成された。
種々試みられてきたがその製造技術には多くの問題を含
んでいる。例えば、化学凶相析出法ではダイヤモンドの
形成とともに黒鉛や非ダイヤモンド炭素が形成された。
又、イオンビーム法では雰囲気中の不活性ガスなどの原
子がダイヤモンド格子中に取りこまれやすい。一方、低
圧下のプラズマ法では水素をかな多含有したアモルファ
スカーデンが生成しやすく、ダイヤモンドが生成しにく
い上にその生成速度が極めておそかった。
子がダイヤモンド格子中に取りこまれやすい。一方、低
圧下のプラズマ法では水素をかな多含有したアモルファ
スカーデンが生成しやすく、ダイヤモンドが生成しにく
い上にその生成速度が極めておそかった。
例えば、マイクロ波を照射して発生したプラズマの場合
で、ダイヤモンドの生成は３時間当り１〜２μｍ程度で
ある。このような方法では工業的に活用することは極め
てむすかしい。
で、ダイヤモンドの生成は３時間当り１〜２μｍ程度で
ある。このような方法では工業的に活用することは極め
てむすかしい。
本発明者らは、種々の炭化水素についてプラズマ反応を
検討している過程から、その炭化水素種によって生成物
およびその生成速度が大きく変ることを見出し、さらに
鉛量研究の結果本発明に到達した。
検討している過程から、その炭化水素種によって生成物
およびその生成速度が大きく変ることを見出し、さらに
鉛量研究の結果本発明に到達した。
本発明は、炭化水素および水素ガスを低圧下でプラズマ
化しダイヤセンｒを製造するに際し、該炭化水素として
３級および／または４級炭素を含有する炭素数４から２
８までの飽和炭化水素を用いることを特徴とするダイヤ
モ／Ｐの製造方法である。
化しダイヤセンｒを製造するに際し、該炭化水素として
３級および／または４級炭素を含有する炭素数４から２
８までの飽和炭化水素を用いることを特徴とするダイヤ
モ／Ｐの製造方法である。
本発明において原料は炭化水素でおるが、３級炭素およ
び／または４級炭素を含有する飽和の炭化水素でなけれ
ばならない。また、炭化水素の全炭素数に対し、３級炭
素および４級炭素の数の和の占める比率が筒い方が良好
な結果が得られ、水素宮負の多いアモルファスカーゼン
の生成が抑制されたり、又、ダイヤモンドの生成速度が
速くなる。
び／または４級炭素を含有する飽和の炭化水素でなけれ
ばならない。また、炭化水素の全炭素数に対し、３級炭
素および４級炭素の数の和の占める比率が筒い方が良好
な結果が得られ、水素宮負の多いアモルファスカーゼン
の生成が抑制されたり、又、ダイヤモンドの生成速度が
速くなる。
このため、炭化水素の全炭素数に対する３級炭素と４級
炭素の占める比率が０．１以上が好ましく更に０．１５
以上であシ、最も好ましいのは０．２以上である。また
、このよう表炭化水素の中でも脂環式の炭化水素や、更
に縮合多環状の脂環式炭化水素で良好な結果が得られる
傾向が強い。
炭素の占める比率が０．１以上が好ましく更に０．１５
以上であシ、最も好ましいのは０．２以上である。また
、このよう表炭化水素の中でも脂環式の炭化水素や、更
に縮合多環状の脂環式炭化水素で良好な結果が得られる
傾向が強い。
炭化水素の全炭素数は４から２８までであり、２８以上
では、炭化水素をプラズマ中に供給することが困難にな
シダイヤモンドの生成がおもわしくない。好ましくは、
４から２０まで、特に４から１５の範囲であり、この範
囲でダイヤセンＰの生成速度も最も良い傾向にある。
では、炭化水素をプラズマ中に供給することが困難にな
シダイヤモンドの生成がおもわしくない。好ましくは、
４から２０まで、特に４から１５の範囲であり、この範
囲でダイヤセンＰの生成速度も最も良い傾向にある。
本発明で用いる炭化水素の例をあげるならば、イソブタ
ン、２．２−−）メチルプロパン、２−メチルブタン、
２．２−ジメチルブタン、２．３−ジメチルブタン、３
−メチルペンタン、２．２−ジメチルペンクン、２，２
．３−）ジメチルブタン、３．３−ジメチルペンタン、
２，２．３−）ジメチルペンクンなどの脂肪族炭化水素
、メチルシクロペンクン、メチルシクロヘキサン、・ジ
メチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、テ
トラメチルシクロヘキサン、ジメチルシクロオクタン、
トリメチルシクロドデカン、イソゾロビルシクロヘキサ
ン、ターシャリブチルシクロヘキサン、メンタンなど脂
肪族基で置換された飽和脂環族炭化水素、ノルボルナン
、ゼルナン、ジシクロペンタン、アダマンタン、メチル
アダマンタン、ジメチルアダマンタン、トリメチルアダ
マンタン、デカリンなどの縮合多環脂環族炭化水素の他
アズレン、ビフェニレン、アセナフテン、フルオレン、
フェナンスレン、アントラセン、フルオランセン、トリ
フェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ビセン、
ベンゾピレンなど芳香族縮合環炭化水素を完全に水素化
して得られる縮合多環脂環族炭化水素などである。
ン、２．２−−）メチルプロパン、２−メチルブタン、
２．２−ジメチルブタン、２．３−ジメチルブタン、３
−メチルペンタン、２．２−ジメチルペンクン、２，２
．３−）ジメチルブタン、３．３−ジメチルペンタン、
２，２．３−）ジメチルペンクンなどの脂肪族炭化水素
、メチルシクロペンクン、メチルシクロヘキサン、・ジ
メチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、テ
トラメチルシクロヘキサン、ジメチルシクロオクタン、
トリメチルシクロドデカン、イソゾロビルシクロヘキサ
ン、ターシャリブチルシクロヘキサン、メンタンなど脂
肪族基で置換された飽和脂環族炭化水素、ノルボルナン
、ゼルナン、ジシクロペンタン、アダマンタン、メチル
アダマンタン、ジメチルアダマンタン、トリメチルアダ
マンタン、デカリンなどの縮合多環脂環族炭化水素の他
アズレン、ビフェニレン、アセナフテン、フルオレン、
フェナンスレン、アントラセン、フルオランセン、トリ
フェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ビセン、
ベンゾピレンなど芳香族縮合環炭化水素を完全に水素化
して得られる縮合多環脂環族炭化水素などである。
本発明において、炭化水素と水素ガスの使用比率は水素
に対する炭化水素のモル比で０．００１〜１でアク、こ
れ以下ではダイヤモンドの生成速度が遅くなり又、１以
上では黒色物が生成しやすくなる。好ましい範囲は０．
００５〜０．５の範囲である。
に対する炭化水素のモル比で０．００１〜１でアク、こ
れ以下ではダイヤモンドの生成速度が遅くなり又、１以
上では黒色物が生成しやすくなる。好ましい範囲は０．
００５〜０．５の範囲である。
本発明において、基本的な反応用材料は炭化水素と水素
ガスであるが、この他にアルシンやヘリ ５− ラムのような中性ガスを併用することもできる。
ガスであるが、この他にアルシンやヘリ ５− ラムのような中性ガスを併用することもできる。
これらの中性ガスは炭化水素の同伴用に用い九りプラズ
マ反応系の制御用に用いたりすることが出来る。
マ反応系の制御用に用いたりすることが出来る。
本発明において低圧下とはプラズマ反応系中の圧力が１
気圧以下１０”−” Ｔｏｒｒの範囲であシ、好ましく
ｌｉ １００ Ｔｏｒｒから１０”Ｔｏｒｒの範囲で
める。 この圧力は使用する炭化水素の穐類、水素ガス
との比率、アルシンやヘリウムなど中性ガスの使用量、
プラズマ反応装置や真空発生装置の容量などによってノ
々ランスを取るべきものである。一般に圧力が低すぎる
とダイヤモンドの生成速度が遅くなり、また、高すぎる
とプラズマの安定性に欠けたシ、生成物中に黒色のカー
ゼンが生成しやすくなる。
気圧以下１０”−” Ｔｏｒｒの範囲であシ、好ましく
ｌｉ １００ Ｔｏｒｒから１０”Ｔｏｒｒの範囲で
める。 この圧力は使用する炭化水素の穐類、水素ガス
との比率、アルシンやヘリウムなど中性ガスの使用量、
プラズマ反応装置や真空発生装置の容量などによってノ
々ランスを取るべきものである。一般に圧力が低すぎる
とダイヤモンドの生成速度が遅くなり、また、高すぎる
とプラズマの安定性に欠けたシ、生成物中に黒色のカー
ゼンが生成しやすくなる。
本発明において、プラズマ化するためには、従来公知の
プラズマ化装置やプラズマ化の励起手段が用いられる。
プラズマ化装置やプラズマ化の励起手段が用いられる。
例えば、直流電源によるもの、５０〜６０ヘルツ程度の
低周波数領域から１０４〜１０８ヘルツの高周波領域の
交流電場によるもの、更に、１０９〜１０菫２ヘルツの
周波数を有するマイクロ波領域 ６− の電磁波によるものが用いられ得る。この甲で、高周波
領域の交流電場による高周波プラズマ及びマイクロ波に
よるマイクロ波プラズマが本発明のプラズマ化の手段と
しては好ましく、特にマイクロ波プラズマが好ましい。
低周波数領域から１０４〜１０８ヘルツの高周波領域の
交流電場によるもの、更に、１０９〜１０菫２ヘルツの
周波数を有するマイクロ波領域 ６− の電磁波によるものが用いられ得る。この甲で、高周波
領域の交流電場による高周波プラズマ及びマイクロ波に
よるマイクロ波プラズマが本発明のプラズマ化の手段と
しては好ましく、特にマイクロ波プラズマが好ましい。
このように、周波数の高い領域で励起したプラズマの方
が、生成するダイヤモンドの中に、水素気量の多いアモ
ルファスカーボンの副成が抑制され好ましい。
が、生成するダイヤモンドの中に、水素気量の多いアモ
ルファスカーボンの副成が抑制され好ましい。
本発明において、ダイヤモンドを生成させる場所として
基板を設置することは好ましい。そのような基板として
は、本発明のプラズマ雰囲気において基本的に分解され
たシ破損したシしない物質が用いることが出来る。例え
ば、シリコン、石英、炭化ケイ素、窒化ケイ素などのケ
イ素化合物、黒鉛、ダイヤセンＰなどの炭素質物質、モ
リブデン、タングステン、ステンレス、鉄、ニッケル、
銅などの金属、サファイヤ、アルミナ、ジルコニアなど
の酸化物など広く用いられ、これらの基板は板状、薄片
状、粒状、粉状、フィラメント状など種々の形状のもの
が用いられ得る。
基板を設置することは好ましい。そのような基板として
は、本発明のプラズマ雰囲気において基本的に分解され
たシ破損したシしない物質が用いることが出来る。例え
ば、シリコン、石英、炭化ケイ素、窒化ケイ素などのケ
イ素化合物、黒鉛、ダイヤセンＰなどの炭素質物質、モ
リブデン、タングステン、ステンレス、鉄、ニッケル、
銅などの金属、サファイヤ、アルミナ、ジルコニアなど
の酸化物など広く用いられ、これらの基板は板状、薄片
状、粒状、粉状、フィラメント状など種々の形状のもの
が用いられ得る。
基板の温度は、ガス圧、プラズマ化の容量彦どによって
変化するが１５０〜１２００℃の間、好ましくは２５０
０〜１０００℃であり、５００〜１０００℃の間が、最
も好ましくダイヤモンドの成長速度が速い。
変化するが１５０〜１２００℃の間、好ましくは２５０
０〜１０００℃であり、５００〜１０００℃の間が、最
も好ましくダイヤモンドの成長速度が速い。
１５０℃以下では生成物は非晶質にカシやすく、又、１
２００℃以上では黒色炭素物質が出来やすく好ましくな
い。
２００℃以上では黒色炭素物質が出来やすく好ましくな
い。
本発明を実施するには、種々の装置が使用できるが、そ
の例を第１図、第２図に示した。
の例を第１図、第２図に示した。
図中、１は水素ガス供給源、２は炭化水素供給装ｆＬ３
，４は流量計、５は反応管、６は真空排気装置、７，８
，９．１０はバルブ、１１は基板の支持体、１２は基板
、１３はマイクロ波発振機、１４はマイクロ波整合器、
１５はマイクロ波導波管、１６は高周波発振機、１７は
高周波誘導用コイルである。
，４は流量計、５は反応管、６は真空排気装置、７，８
，９．１０はバルブ、１１は基板の支持体、１２は基板
、１３はマイクロ波発振機、１４はマイクロ波整合器、
１５はマイクロ波導波管、１６は高周波発振機、１７は
高周波誘導用コイルである。
一般的実験操作例を第１図、第２図を用いて示すならば
、まず、ノ々ルゾ９を閉じ反応管５の中を１０”−’
Ｔｏｒｒ以下まで真空排気装置６によって排気した後、
・々シブ３，９を開は水素ガスを所定量流す。
、まず、ノ々ルゾ９を閉じ反応管５の中を１０”−’
Ｔｏｒｒ以下まで真空排気装置６によって排気した後、
・々シブ３，９を開は水素ガスを所定量流す。
次に、マイクロ波発振機１３又は高周波発振機１６の出
力をあげながら、第１図では導波管１５を通してマイク
゛口波を照射し、その際、マイクロ波整合器によって調
整しプラズマを発生させる。又、第２図では高周波誘導
用コイル１７によってプラズマを発生、させる。炭化水
素は、ノ々ルブ８を開け、流量計４を通して調節された
水素ガスに同伴されて炭化水素供給装置２から所定量供
給される。ダイヤモンドの生成は、基板の支持体１１に
乗せた基板１２の上に認められる。
力をあげながら、第１図では導波管１５を通してマイク
゛口波を照射し、その際、マイクロ波整合器によって調
整しプラズマを発生させる。又、第２図では高周波誘導
用コイル１７によってプラズマを発生、させる。炭化水
素は、ノ々ルブ８を開け、流量計４を通して調節された
水素ガスに同伴されて炭化水素供給装置２から所定量供
給される。ダイヤモンドの生成は、基板の支持体１１に
乗せた基板１２の上に認められる。
このような操作において、炭化水素の供給量を制御する
ため、炭化水素供給装置２を加熱したり、冷却すること
が出来、また、炭化水素の同伴用ガスとして水素以外の
アルゴン、ヘリウムなどのガスも使用できる。
ため、炭化水素供給装置２を加熱したり、冷却すること
が出来、また、炭化水素の同伴用ガスとして水素以外の
アルゴン、ヘリウムなどのガスも使用できる。
基板は、発生するプラズマによって暖められるが温度制
御のために、別途加熱源を用いて反応管の外部から、あ
るいは、反応管の内部に加熱源を設置して加熱すること
も可能である。
御のために、別途加熱源を用いて反応管の外部から、あ
るいは、反応管の内部に加熱源を設置して加熱すること
も可能である。
本発明の方法によると従来の公知の方法に比ベ ９−
ダイヤモンドの生成速度が格段に改善され、例えば、１
時間当シ４〜６μｍの厚さでダイヤモンド膜の形成も可
能となるので、工業的な意義は太きい。
時間当シ４〜６μｍの厚さでダイヤモンド膜の形成も可
能となるので、工業的な意義は太きい。
このようにして得られたダイヤモンドは層状、粒状など
種々の形態を有するが、特に膜状物ではヒートシンク、
集積回路の熱伝導性絶縁膜、ドーピングして耐熱性半導
体、光学材料の透明高硬度保護膜などとして、又、粒状
物は焼結用材料や研磨材料などとして極めて有用である
。
種々の形態を有するが、特に膜状物ではヒートシンク、
集積回路の熱伝導性絶縁膜、ドーピングして耐熱性半導
体、光学材料の透明高硬度保護膜などとして、又、粒状
物は焼結用材料や研磨材料などとして極めて有用である
。
次に、実施例で本発明を説明する。
実施例 １
第１図に示した装置を用い、炭化水素としてアダマンタ
ンを用い実施した。第１図において、まず・々ルブ９を
閉じ反応管（石英製）５の中を１Ｏ−５Ｔｏｒｒ附近ま
で排気した後、ノ々ルブ７を開は水素ガス流量を１００
ｍ／ｍｉｎに調節し、マイクロ波発振機（周波数２．４
５ＧＨｚ）の出力ｉ０．５ｋｗまで高めプラズマを発生
させる。基板１２にはシリコンウェハを用い、基板温度
を熱伝対で測定しはげ８５０℃になるよう真空排気装［
６の排気速度で調節した。
ンを用い実施した。第１図において、まず・々ルブ９を
閉じ反応管（石英製）５の中を１Ｏ−５Ｔｏｒｒ附近ま
で排気した後、ノ々ルブ７を開は水素ガス流量を１００
ｍ／ｍｉｎに調節し、マイクロ波発振機（周波数２．４
５ＧＨｚ）の出力ｉ０．５ｋｗまで高めプラズマを発生
させる。基板１２にはシリコンウェハを用い、基板温度
を熱伝対で測定しはげ８５０℃になるよう真空排気装［
６の排気速度で調節した。
１０−
次に、ノルジ８を開は炭化水素供給装［２からアダマン
タイを、平均的にほぼ５０η／ｈｒで供給した。
タイを、平均的にほぼ５０η／ｈｒで供給した。
２時間後、反応を停止し基板を取シ出したところ、シリ
コンウェハの上に透明で光沢のある膜が生成していた。
コンウェハの上に透明で光沢のある膜が生成していた。
この膜の厚みは１０μｍ程度で、その成長速度は約５μ
ｍ ／ ｈ ｒであった。この膜をレーザー２マン散乱
スペクトルを測定したところ、１３３５ｔｔｎ”−’附
近にピークを有するスペクトルが得られダイヤモンド膜
であることが確認できた。第３図に本実施例で得られた
ダイヤモンド膜のレーザーラマン散乱スペクトルを示し
た。なお、アダマンタンは全炭素数に占める３級炭素数
の比率は０．４である。
ｍ ／ ｈ ｒであった。この膜をレーザー２マン散乱
スペクトルを測定したところ、１３３５ｔｔｎ”−’附
近にピークを有するスペクトルが得られダイヤモンド膜
であることが確認できた。第３図に本実施例で得られた
ダイヤモンド膜のレーザーラマン散乱スペクトルを示し
た。なお、アダマンタンは全炭素数に占める３級炭素数
の比率は０．４である。
比較例 １
実施例１と同様の条件で炭化水素をメタンに変えて実施
した。得られた膜はせいぜい１．５μｍ程度の厚さであ
った。このため、反応時間を８時間に延長したが得られ
たダイヤモンド膜の厚さは５ｐｍ程度であった。炭化水
素がメタンの場合のダイヤモンド生成速度は、この場合
約０．６〜０．７５μｍ／ｈｒであった。なお、メタン
には３級炭素は存在しない。
した。得られた膜はせいぜい１．５μｍ程度の厚さであ
った。このため、反応時間を８時間に延長したが得られ
たダイヤモンド膜の厚さは５ｐｍ程度であった。炭化水
素がメタンの場合のダイヤモンド生成速度は、この場合
約０．６〜０．７５μｍ／ｈｒであった。なお、メタン
には３級炭素は存在しない。
実施例 ２
炭化水素としてアダマンタンの代りにジシクロペンクン
を用いて実施例と同様の実験を行った。
を用いて実施例と同様の実験を行った。
得られたダイヤモンド膜の厚さは約９μｍであシ実施例
１とほぼ同様の成長速度が認められた。なお、生成した
膜のレーザーラマンス滅りトルモ実施例１の場合と一致
した。なお、ジシクロペンタンは全炭素中に占める３級
炭素数の比率は０．４である。
１とほぼ同様の成長速度が認められた。なお、生成した
膜のレーザーラマンス滅りトルモ実施例１の場合と一致
した。なお、ジシクロペンタンは全炭素中に占める３級
炭素数の比率は０．４である。
実施例 ３
第２図に示した装置を用い炭化水素としてアダマンクン
を用い実施した。第２図において、まず）々ルゾ９を用
じ反応管（石英製）５の中を１Ｏ−５Ｔｏｒｒ附近まで
排気した後、・々ルブ７を開け、水素ガス流量を７０Ｍ
１／ｍｉｎに調節し、高周波発振機（周波数１３．５６
ＭＨｚ ）よシ高周波を発生させ、誘導用コイル１７
に印加し、真空排気装置６で排気速度を調節しプラズマ
を発生させた。基板（シリコンウェハ）温度は９６０℃
に設定し、これに、・、々ルブ８を開は炭化水素供給装
置２からアダマンタンを平均的にほぼ２５〜／ｈｒで供
給した。２時間後、反応を停止し基板を出り中したとこ
ろ、シリコンウェハの上に透明で光沢のおる膜が生成し
ていた。
を用い実施した。第２図において、まず）々ルゾ９を用
じ反応管（石英製）５の中を１Ｏ−５Ｔｏｒｒ附近まで
排気した後、・々ルブ７を開け、水素ガス流量を７０Ｍ
１／ｍｉｎに調節し、高周波発振機（周波数１３．５６
ＭＨｚ ）よシ高周波を発生させ、誘導用コイル１７
に印加し、真空排気装置６で排気速度を調節しプラズマ
を発生させた。基板（シリコンウェハ）温度は９６０℃
に設定し、これに、・、々ルブ８を開は炭化水素供給装
置２からアダマンタンを平均的にほぼ２５〜／ｈｒで供
給した。２時間後、反応を停止し基板を出り中したとこ
ろ、シリコンウェハの上に透明で光沢のおる膜が生成し
ていた。
この膜の厚みは約８μｍ程度で、その成長速度は４μｍ
／ ｈ ｒであった。生成した膜のレーザーラマンス
ペクトルは、実施例１の場合より若干ブロードなからほ
ぼ一致した。
／ ｈ ｒであった。生成した膜のレーザーラマンス
ペクトルは、実施例１の場合より若干ブロードなからほ
ぼ一致した。
比較例 ２
実施例３と同様の実験を炭化水素としてメタンを用いて
実施した。得られた膜厚は１μｍ程度で極めて薄かった
ので、反応時間を４時間として再実験を行った。この結
果２μｍ強の厚さの膜が得られた。ダイヤモンドの成長
速度としては０，５μｍ ／ ｈ ｒ程度である。
実施した。得られた膜厚は１μｍ程度で極めて薄かった
ので、反応時間を４時間として再実験を行った。この結
果２μｍ強の厚さの膜が得られた。ダイヤモンドの成長
速度としては０，５μｍ ／ ｈ ｒ程度である。
実施例 ４
実施例３と同様の方法において、炭化水素としてイソブ
タンを用い、水素ガス量２００ ｙｉ１３／ｍ ｉ ｎ
。
タンを用い、水素ガス量２００ ｙｉ１３／ｍ ｉ ｎ
。
イソブタンの平均供給量的１００η／ ｈ ｒとし、排
気１３− 速度を高めた実施した。基板（シリコンウェハ・）温度
９７０℃で４時間反応を行った。得られたダイヤモンド
膜は膜厚的６μｍであり、成長速度として１．５μｍ
／ ｈ ｒであった。なお、レーザーラマン散乱スペク
トルは実施例３の場合より若干ブロードになっていた。
気１３− 速度を高めた実施した。基板（シリコンウェハ・）温度
９７０℃で４時間反応を行った。得られたダイヤモンド
膜は膜厚的６μｍであり、成長速度として１．５μｍ
／ ｈ ｒであった。なお、レーザーラマン散乱スペク
トルは実施例３の場合より若干ブロードになっていた。
なお、イソブタンでは全炭素数に占める３級炭素数の比
率は０．２５である。
率は０．２５である。
比較例３
実施例４のインブタンの代りにノルマルブタンを用いた
。膜厚は約２．５１ｔｍであり、ダイヤセンＰの成長速
度として約０．６μｍ ／ ｈｒであった。なお、ノル
マルブタンには３級炭素は存在しない。
。膜厚は約２．５１ｔｍであり、ダイヤセンＰの成長速
度として約０．６μｍ ／ ｈｒであった。なお、ノル
マルブタンには３級炭素は存在しない。
実施例 ５
実施例１と同様の実験を水素ガス流量、アダマンクン供
給量、基板温度を変えて実施した。その結果、アダマン
タン供給量が平均的に２５ｓｙ／ｈｒ。
給量、基板温度を変えて実施した。その結果、アダマン
タン供給量が平均的に２５ｓｙ／ｈｒ。
水素ガス量５０ｍ１７ｍ１ｎのとき基板温度、８２０℃
において、生成したダイヤモンド膜厚さは反応時間２時
間で９μｍであシ、ダイヤモンド成長速度・とじて４．
５μｍ ／ ｈ ｒであった。又、アダマンタン供給１
４− 量が平均的に８０１ｊｑ／ ｈ ｒ、水素ガス量２００
ｍ／／ｍｉｎ。
において、生成したダイヤモンド膜厚さは反応時間２時
間で９μｍであシ、ダイヤモンド成長速度・とじて４．
５μｍ ／ ｈ ｒであった。又、アダマンタン供給１
４− 量が平均的に８０１ｊｑ／ ｈ ｒ、水素ガス量２００
ｍ／／ｍｉｎ。
基板温度８９０℃のとき、反応温度２時間で生成したダ
イヤモンド膜の厚さは約８μｍであシダイヤセンｒ成長
速度として４μｍ ／ ｈ ｒであった。
イヤモンド膜の厚さは約８μｍであシダイヤセンｒ成長
速度として４μｍ ／ ｈ ｒであった。
実施例 ６
炭化水素としてメチルアダマンタン（全炭素数に対する
３級炭素数と４級炭素数の和の占める比率は０．３６、
以下炭化水素の後のかっこ内の数で示めす）、アセナフ
テンの全水素化物（０−３３）、ノル２ルナン（０，２
９）、デカリン（０，２＞、トリメチジシクロドデカン
（０，３３）、ジメチルシクロヘキサン（０，２５）、
２−メチルブタン（０，２）、２−メチルヘキサン（０
，１４）を用い、第１図の装置を用い水素ガス流量２０
０ ｔｒｔｔ／ｍ ｉ ｎ 、炭化水素供給量、平均的
６０〜８０１ｑ ／ ｈ ｒ、基板（シリュンウエハ）
温度８５０〜９００℃として反応時間を２〜５時間の中
で設定した実施例１と同様の操作で実施した。得られた
ダイヤモンド膜の厚さと、そこから算出されるダイヤモ
ンド成長速度は次のとおりであった。メチルアダマンタ
ンでは３時間の反応で膜厚約１０μｍ１成長速度３．３
μｍ／ｈｒ、アセナフテン全水素化物では３時間、の反
応で膜厚約８μｍ１成長速度２．７μｍ／ｈｒ、ノル２
ルナンでは３時間の反応で膜厚約９μｍ１成長速度３μ
ｍ ／ ｈ ｒ 、デカリンでは４時間の反応で膜厚的
９１ｔｍで成長速度２−３ ｐｔｒｙ ／ ｈ ｒ −
、）リメチルシクロドデカンでは４時間の反応で膜厚的
９μｍで、成長速度２．３μｍ ／ ｈ ｒ 、ジメチ
ルシクロヘキサンでは４時間の反応で膜厚的８μｍで、
成長速度２μｍ ／ ｈ ｒ ％ ２−メチルブタンで
は反応時間５時間で膜厚的８μｍで成長速度１．６μｍ
／ｈｒ、 ２−メチルヘキサンでは反応時間５時間で膜
厚的７ ／Ｊ ｍ 。
３級炭素数と４級炭素数の和の占める比率は０．３６、
以下炭化水素の後のかっこ内の数で示めす）、アセナフ
テンの全水素化物（０−３３）、ノル２ルナン（０，２
９）、デカリン（０，２＞、トリメチジシクロドデカン
（０，３３）、ジメチルシクロヘキサン（０，２５）、
２−メチルブタン（０，２）、２−メチルヘキサン（０
，１４）を用い、第１図の装置を用い水素ガス流量２０
０ ｔｒｔｔ／ｍ ｉ ｎ 、炭化水素供給量、平均的
６０〜８０１ｑ ／ ｈ ｒ、基板（シリュンウエハ）
温度８５０〜９００℃として反応時間を２〜５時間の中
で設定した実施例１と同様の操作で実施した。得られた
ダイヤモンド膜の厚さと、そこから算出されるダイヤモ
ンド成長速度は次のとおりであった。メチルアダマンタ
ンでは３時間の反応で膜厚約１０μｍ１成長速度３．３
μｍ／ｈｒ、アセナフテン全水素化物では３時間、の反
応で膜厚約８μｍ１成長速度２．７μｍ／ｈｒ、ノル２
ルナンでは３時間の反応で膜厚約９μｍ１成長速度３μ
ｍ ／ ｈ ｒ 、デカリンでは４時間の反応で膜厚的
９１ｔｍで成長速度２−３ ｐｔｒｙ ／ ｈ ｒ −
、）リメチルシクロドデカンでは４時間の反応で膜厚的
９μｍで、成長速度２．３μｍ ／ ｈ ｒ 、ジメチ
ルシクロヘキサンでは４時間の反応で膜厚的８μｍで、
成長速度２μｍ ／ ｈ ｒ ％ ２−メチルブタンで
は反応時間５時間で膜厚的８μｍで成長速度１．６μｍ
／ｈｒ、 ２−メチルヘキサンでは反応時間５時間で膜
厚的７ ／Ｊ ｍ 。
成長速度１．４μｍ ／ ｈ ｒであった。いずれのダ
イヤモンド膜も、実施例１の場合と同様のレーザーラマ
ン散乱スペクトルが認められた。
イヤモンド膜も、実施例１の場合と同様のレーザーラマ
ン散乱スペクトルが認められた。
第１図、第２図は本発明において用いた装置例の概略図
である。第１図、第２図において、１は水素ガス供給源
、２は炭化水素供給装置、３，４は流量計、５は反応管
、６は真空排気装置、７゜８．９，１０は−々ルブ、１
１は基板の支持体、１２は基板、１３はマイクロ波発振
機、１４はマイクロ波整合器、１５はマイクロ波導波管
、１６は高周波発振機、１７は高周波誘導用コイルであ
る。 第３図は実施例１で得られたダイヤモンド膜のレーザー
ラマン散乱スペクトル図である。縦軸はラマン光強度、
横軸Ｌラマンシフトである。 特許出願人 旭化成工業株式会社 １７− 第１図 第３図 手続補正書（自発） 昭和５９年１２月 ５日 特許庁長官 志 賀 学 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２３５０１９号 ２、発明の名称 ダイヤモンドの製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目２番６号４、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 「化学的気相析出」に訂正する。 （２）明細書の第６頁１８行目の記載「１０４〜１ｏ８
」を「１０４〜１０７」に訂正する。 （３） 明１１１書（７）第６ ｊ（２０行目（７）記
ｉ１ ｒ １０９〜１０ ’Ｊをｒｌｏ”〜１０’Ｊに
訂正する。 （４） 明細書筒１４頁１行目の記載「高めた」を「高
めて」に訂正する。 以上 ２− ６０４−
である。第１図、第２図において、１は水素ガス供給源
、２は炭化水素供給装置、３，４は流量計、５は反応管
、６は真空排気装置、７゜８．９，１０は−々ルブ、１
１は基板の支持体、１２は基板、１３はマイクロ波発振
機、１４はマイクロ波整合器、１５はマイクロ波導波管
、１６は高周波発振機、１７は高周波誘導用コイルであ
る。 第３図は実施例１で得られたダイヤモンド膜のレーザー
ラマン散乱スペクトル図である。縦軸はラマン光強度、
横軸Ｌラマンシフトである。 特許出願人 旭化成工業株式会社 １７− 第１図 第３図 手続補正書（自発） 昭和５９年１２月 ５日 特許庁長官 志 賀 学 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２３５０１９号 ２、発明の名称 ダイヤモンドの製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目２番６号４、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 「化学的気相析出」に訂正する。 （２）明細書の第６頁１８行目の記載「１０４〜１ｏ８
」を「１０４〜１０７」に訂正する。 （３） 明１１１書（７）第６ ｊ（２０行目（７）記
ｉ１ ｒ １０９〜１０ ’Ｊをｒｌｏ”〜１０’Ｊに
訂正する。 （４） 明細書筒１４頁１行目の記載「高めた」を「高
めて」に訂正する。 以上 ２− ６０４−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 炭化水素および水素ガスを低圧下でプラズマ化しダ
イヤモンドを製造するに際し、該炭化水素として３級炭
素および／または４級炭素を含有する炭素数４から２８
までの飽和炭化水素を用いることを特徴とするダイヤモ
ンドの製造方法 ２ 該炭化水素に含有される３級炭素および４級炭素の
数の和が、全炭素数に対し占める比率が０．１以上であ
ることを特徴とする特許請求範囲第１項記載のダイヤモ
ンドの製造方法 １ 該炭化水素が脂環族炭化水素または縮合多環脂環族
炭化水素であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のダイヤモンドの製造方法表 低圧下でプラズマ化
するに際し、高周波プラズマまたはマイクロ波プラズマ
によりプラズマ化することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のダイヤモンドの製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235019A JPS60127293A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | ダイヤモンドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235019A JPS60127293A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | ダイヤモンドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60127293A true JPS60127293A (ja) | 1985-07-06 |
Family
ID=16979867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58235019A Pending JPS60127293A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | ダイヤモンドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60127293A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369795A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-29 | Sanyo Electric Co Ltd | ダイヤモンド薄膜の製造方法 |
| JPS63144195A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-16 | Nkk Corp | ダイヤモンド薄膜の形成装置 |
| US4767608A (en) * | 1986-10-23 | 1988-08-30 | National Institute For Research In Inorganic Materials | Method for synthesizing diamond by using plasma |
| US4795656A (en) * | 1986-08-26 | 1989-01-03 | Kozo Iizuka, Director-General, Agency Of Industrial Science And Technology | Cluster ion plating method for producing electrically conductive carbon film |
| JPH01501142A (ja) * | 1986-10-15 | 1989-04-20 | ヒユーズ・エアクラフト・カンパニー | ダイヤモンド層の蒸着方法 |
| US5162886A (en) * | 1990-05-21 | 1992-11-10 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Hall device |
| US5225275A (en) * | 1986-07-11 | 1993-07-06 | Kyocera Corporation | Method of producing diamond films |
| US5270028A (en) * | 1988-02-01 | 1993-12-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond and its preparation by chemical vapor deposition method |
| US5275798A (en) * | 1986-07-11 | 1994-01-04 | Kyocera Corporation | Method for producing diamond films |
| US7237344B2 (en) | 2004-12-28 | 2007-07-03 | Honda Access Corp. | Jig for positioning vehicular part |
-
1983
- 1983-12-15 JP JP58235019A patent/JPS60127293A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5225275A (en) * | 1986-07-11 | 1993-07-06 | Kyocera Corporation | Method of producing diamond films |
| US5275798A (en) * | 1986-07-11 | 1994-01-04 | Kyocera Corporation | Method for producing diamond films |
| US4795656A (en) * | 1986-08-26 | 1989-01-03 | Kozo Iizuka, Director-General, Agency Of Industrial Science And Technology | Cluster ion plating method for producing electrically conductive carbon film |
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| JPS63144195A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-16 | Nkk Corp | ダイヤモンド薄膜の形成装置 |
| JPH0369878B2 (ja) * | 1986-12-03 | 1991-11-05 | Nippon Kokan Kk | |
| US5270028A (en) * | 1988-02-01 | 1993-12-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond and its preparation by chemical vapor deposition method |
| US5162886A (en) * | 1990-05-21 | 1992-11-10 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Hall device |
| US7237344B2 (en) | 2004-12-28 | 2007-07-03 | Honda Access Corp. | Jig for positioning vehicular part |
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