JPS60171295A - 人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法 - Google Patents
人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法Info
- Publication number
- JPS60171295A JPS60171295A JP59025767A JP2576784A JPS60171295A JP S60171295 A JPS60171295 A JP S60171295A JP 59025767 A JP59025767 A JP 59025767A JP 2576784 A JP2576784 A JP 2576784A JP S60171295 A JPS60171295 A JP S60171295A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- vapor deposition
- wavelength
- base body
- artificial diamond
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
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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】
この発明は、人工ダイヤモンドを速い蒸着速度で生成す
ることができる新規な方法に関するものである。
ることができる新規な方法に関するものである。
従来、人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法としては、
（ａ） Ｍ周波によるプラズマ放電を利用する方法（例
えば特開昭５８−１３５１１７号公報参照）。
えば特開昭５８−１３５１１７号公報参照）。
（υ 熱電子放射体を利用する方法（例えば特開昭５８
−９１１００号公報参照〕。
−９１１００号公報参照〕。
（ｃ） マイクロ波によるプラズマ放電を利用する方法
（例えば特開昭５８−１１０４９４号公報参照）。
（例えば特開昭５８−１１０４９４号公報参照）。
などの方法が知られている。
この発明は、上記の従来人工ダイヤモンドの蒸着生成方
法に比して一段と速い蒸着速度で人工ダイヤモンドを生
成することができる新規な方法を提供するもので、雰囲
気圧力ニ０．１〜３００ｔｏｒｒの水素と炭化水素の混
合ガス気流中に置かれ、かつ３００〜１２００℃に加熱
された基体表面に、１５０〜３５０ｎｍの波長をもった
紫外光（レーザー光〕を照射することにより前記基体表
面に人工ダイヤモンドを蒸着生成させる方法に特徴を有
するものである。
法に比して一段と速い蒸着速度で人工ダイヤモンドを生
成することができる新規な方法を提供するもので、雰囲
気圧力ニ０．１〜３００ｔｏｒｒの水素と炭化水素の混
合ガス気流中に置かれ、かつ３００〜１２００℃に加熱
された基体表面に、１５０〜３５０ｎｍの波長をもった
紫外光（レーザー光〕を照射することにより前記基体表
面に人工ダイヤモンドを蒸着生成させる方法に特徴を有
するものである。
以下に、この発明の方法において、雰囲気圧力。
基体温度、および紫外光の波長を、上記の通りに限定し
た理由を説明する。
た理由を説明する。
（ω 雰囲気圧力
その圧力が０．１ ｔｏｒｒ未満では基体表面へのダイ
ヤモンドの蒸着生成速度が遅くなって工業的でなく、一
方３００ ｔｏｒｒを越えた圧力にすると、グラファイ
ト相が析出するようになることがら、雰囲気圧力を０．
１〜３００ ｔｏｒｒと定めた。
ヤモンドの蒸着生成速度が遅くなって工業的でなく、一
方３００ ｔｏｒｒを越えた圧力にすると、グラファイ
ト相が析出するようになることがら、雰囲気圧力を０．
１〜３００ ｔｏｒｒと定めた。
（υ 基体表面の加熱温度
その加熱温度が３００℃未満では、基体表面へのダイヤ
モンドの蒸着生成速度が遅くなｐすぎ、一方１２００℃
を越えた加熱温度にすると、グラファイト相の析出が起
り易くなることがら、その加熱温度を３００〜１２００
℃と定めた。
モンドの蒸着生成速度が遅くなｐすぎ、一方１２００℃
を越えた加熱温度にすると、グラファイト相の析出が起
り易くなることがら、その加熱温度を３００〜１２００
℃と定めた。
（ｃ） 紫外光の波長
波長が短かければ短かいほど良いが、現実には１５０ｎ
ｍ未満の波長を得るのは工業的に困難であり、一方３５
０ｎｍを越えた波長ではエネルギー的に不十分で、ダイ
ヤモンドの生成が困難となることから、その波長を１５
０〜３５０ｎｍと定めた。
ｍ未満の波長を得るのは工業的に困難であり、一方３５
０ｎｍを越えた波長ではエネルギー的に不十分で、ダイ
ヤモンドの生成が困難となることから、その波長を１５
０〜３５０ｎｍと定めた。
つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明す
る。
る。
実施例 １
実施に際して、第１図に概略断面図で示される装置を使
用した。この実施装置において、１は箱型反応容器で、
その上部には水素と炭化水素の混合ガス導入口２を備え
、一方その底部には排気口３を備えるものであジ、さら
に前記反応容器１の一方側側壁には窓４が形成され、こ
の窓には高純度石英製板材５がはめ込まれている。また
、前記反応容器１の他方側側壁の中央部には、基体加熱
用ヒーター６を内蔵する台板７が取付けられ、この台板
７に基体８が取付けらｎた構造になっている。さらに、
前記反応容器１の窓側には、隣接してレンズ９が設けら
れており、このレンズ９によって前記基体８の表面に照
射される紫外光１０の照射面積が調節できるようになっ
ている。
用した。この実施装置において、１は箱型反応容器で、
その上部には水素と炭化水素の混合ガス導入口２を備え
、一方その底部には排気口３を備えるものであジ、さら
に前記反応容器１の一方側側壁には窓４が形成され、こ
の窓には高純度石英製板材５がはめ込まれている。また
、前記反応容器１の他方側側壁の中央部には、基体加熱
用ヒーター６を内蔵する台板７が取付けられ、この台板
７に基体８が取付けらｎた構造になっている。さらに、
前記反応容器１の窓側には、隣接してレンズ９が設けら
れており、このレンズ９によって前記基体８の表面に照
射される紫外光１０の照射面積が調節できるようになっ
ている。
いま、この実施装置を用い、基体８として平面：１０ｍ
１Ｘ厚さ：１ｍｍの金属タングステン製板材を取付け、
反応容器１内を排気してＩ Ｘ １０ ｔｏｒｒの真空
にした後、混合ガス導入口２から水素とメタンとを容量
比でＣＨ４／Ｈ２＝ １／Ｉ Ｑ Ｑの割合で混合した
混合ガスを、１００ｎＪ／ｒｍ＞の割合で流して、反応
容器１内の雰囲気圧力を５ ｔｏｒｒに調整し、一方基
体８をヒーター６により ５００ ℃に加熱した状態で
、エキシマレーザ−発生装置から発した１５７ｎｍの波
長をもった紫外光１ｏをレンズ９おヨヒ窓４を通して基
体表面に２００ｍジュールの強さで照射し、この場合前
記レンズ９によって紫外光１０が基体表面全体に照射さ
れるように調製し、この状態で３時間の反応を行なうこ
とにょ９前記基体８の表面に人工ダイヤモンドを蒸着生
成させた。
１Ｘ厚さ：１ｍｍの金属タングステン製板材を取付け、
反応容器１内を排気してＩ Ｘ １０ ｔｏｒｒの真空
にした後、混合ガス導入口２から水素とメタンとを容量
比でＣＨ４／Ｈ２＝ １／Ｉ Ｑ Ｑの割合で混合した
混合ガスを、１００ｎＪ／ｒｍ＞の割合で流して、反応
容器１内の雰囲気圧力を５ ｔｏｒｒに調整し、一方基
体８をヒーター６により ５００ ℃に加熱した状態で
、エキシマレーザ−発生装置から発した１５７ｎｍの波
長をもった紫外光１ｏをレンズ９おヨヒ窓４を通して基
体表面に２００ｍジュールの強さで照射し、この場合前
記レンズ９によって紫外光１０が基体表面全体に照射さ
れるように調製し、この状態で３時間の反応を行なうこ
とにょ９前記基体８の表面に人工ダイヤモンドを蒸着生
成させた。
この結果、基体表面には層厚：３μｍの人工ダイヤモン
ドが形成されたが、この場合のダイヤモンド生成速度は
、上記の従来人工ダイヤモンド生成方法による同規模の
装置を用いた場合に比して層厚で約２倍の速さであった
。
ドが形成されたが、この場合のダイヤモンド生成速度は
、上記の従来人工ダイヤモンド生成方法による同規模の
装置を用いた場合に比して層厚で約２倍の速さであった
。
また、この結果得られた人工ダイヤモンドは、天然ダイ
ヤモンドと同等のマイクロビッカース硬さで７０００Ｋ
ｐ／−以上の硬さを示し、かつＸ線回折でもダイヤモン
ドであることが確認されるものであった。
ヤモンドと同等のマイクロビッカース硬さで７０００Ｋ
ｐ／−以上の硬さを示し、かつＸ線回折でもダイヤモン
ドであることが確認されるものであった。
実施例 ２
実施に際して、第１図に示されると同じ装置を用い、基
体８として平面： １２．７ｔｎｍｏＸ厚さ：５龍の寸
法をもった超硬合金（Ｃ○：５重量Ｘ 、 Ｗ Ｃ：残
り）製板材を取付け、反応容器ｌ内を排気して１ｘｌＯ
ｔｏｒｒの真空とした後、混合ガス導入口２から水素と
エタンとを容量比でＣ，、Ｈ，、／ Ｈ２＝ ５／１０
０の割合で混合した混合ガスを、１０ Ｇｐｎｌ／Ｔｍ
の割合で流して、反応容器１内の雰囲気圧力を３０ ｔ
ｏｒｒに調整し、一方基体８をヒーター６にょ゛り加熱
して８００℃の温度に保持した状態で、エキシマレーザ
−発生装置から発した２４８ｎｍの波長をもった紫外光
１０をレンズ９および窓４を通して、基体表面全体に亘
って３００ｍジュールの強さで照射し、この反応を３時
間行なった。
体８として平面： １２．７ｔｎｍｏＸ厚さ：５龍の寸
法をもった超硬合金（Ｃ○：５重量Ｘ 、 Ｗ Ｃ：残
り）製板材を取付け、反応容器ｌ内を排気して１ｘｌＯ
ｔｏｒｒの真空とした後、混合ガス導入口２から水素と
エタンとを容量比でＣ，、Ｈ，、／ Ｈ２＝ ５／１０
０の割合で混合した混合ガスを、１０ Ｇｐｎｌ／Ｔｍ
の割合で流して、反応容器１内の雰囲気圧力を３０ ｔ
ｏｒｒに調整し、一方基体８をヒーター６にょ゛り加熱
して８００℃の温度に保持した状態で、エキシマレーザ
−発生装置から発した２４８ｎｍの波長をもった紫外光
１０をレンズ９および窓４を通して、基体表面全体に亘
って３００ｍジュールの強さで照射し、この反応を３時
間行なった。
この結果、基体表面に層厚：５μｍの人工ダイヤモンド
が形成されたが、この場合も上記の従来人工ダイヤモン
ド生成方法による同規模の装置を用いた場合に比して、
層厚で約３倍の速い蒸着生成速度を示すものであった。
が形成されたが、この場合も上記の従来人工ダイヤモン
ド生成方法による同規模の装置を用いた場合に比して、
層厚で約３倍の速い蒸着生成速度を示すものであった。
また、この結果得られた人工ダイヤモンドも、マイクロ
ビッカース硬さで７０００ Ｋｐ／ｍＩ！以上を示し、
かつＸ線回折でも天然ダイヤモンドと同じパターンを示
した。
ビッカース硬さで７０００ Ｋｐ／ｍＩ！以上を示し、
かつＸ線回折でも天然ダイヤモンドと同じパターンを示
した。
上述のように、この発明の方法によれば、人工ダイヤモ
ンドを従来人工ダイヤモンド生成方法に比して一段と速
い蒸着速度で生成することができ、さらに、エネルギー
源としての紫外光の基体表面への照射面積をレンズによ
って自由に変えることができるので、基体における蒸着
面積の制御が容易となシ、人工ダイヤモンドの部分蒸着
も可能となるなどの工業上有用な効果が得られるのであ
る。
ンドを従来人工ダイヤモンド生成方法に比して一段と速
い蒸着速度で生成することができ、さらに、エネルギー
源としての紫外光の基体表面への照射面積をレンズによ
って自由に変えることができるので、基体における蒸着
面積の制御が容易となシ、人工ダイヤモンドの部分蒸着
も可能となるなどの工業上有用な効果が得られるのであ
る。
第１図はこの発明の実施装置を示す概略断面図である。
図面において、
１・・・反応容器、 ２・・・混合ガス導入口、３・・
排気口、 ４・・・窓、 ５・・・高純度石英製板材、 ６・・ヒーター、７・・
・台板、 ８・・・基体、 ９・・・レンズ、 １０・・・紫外光。 出願人 三菱金属株式会社 代理人 富 １）和 夫 外１名
排気口、 ４・・・窓、 ５・・・高純度石英製板材、 ６・・ヒーター、７・・
・台板、 ８・・・基体、 ９・・・レンズ、 １０・・・紫外光。 出願人 三菱金属株式会社 代理人 富 １）和 夫 外１名
Claims (1)
- 雰囲気圧力ニＯ１〜３００ ｔｏｒｒの水素と炭化水素
の混合ガス気流中に置かれ、かつ３００〜１２００℃に
加熱された基体表面に、１５０〜３５０ｎｍの波長をも
った紫外光を照射することにより前記基体表面に人工ダ
イヤモンドを蒸着生成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025767A JPS60171295A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025767A JPS60171295A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60171295A true JPS60171295A (ja) | 1985-09-04 |
Family
ID=12174985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59025767A Pending JPS60171295A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60171295A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61201694A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-06 | Nec Corp | ダイヤモンドの気相合成法 |
| JPS62278196A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-03 | Yoichi Hirose | ダイヤモンド合成方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033300A (ja) * | 1983-08-04 | 1985-02-20 | Nec Corp | ダイヤモンドの気相合成方法及びその装置 |
| JPS60112697A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-19 | Agency Of Ind Science & Technol | ダイヤモンドの光化学的堆積合成方法およびその装置 |
| JPS60127300A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-06 | Nec Corp | ダイヤモンドの気相合成方法 |
-
1984
- 1984-02-14 JP JP59025767A patent/JPS60171295A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033300A (ja) * | 1983-08-04 | 1985-02-20 | Nec Corp | ダイヤモンドの気相合成方法及びその装置 |
| JPS60112697A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-19 | Agency Of Ind Science & Technol | ダイヤモンドの光化学的堆積合成方法およびその装置 |
| JPS60127300A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-06 | Nec Corp | ダイヤモンドの気相合成方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61201694A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-06 | Nec Corp | ダイヤモンドの気相合成法 |
| JPS62278196A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-03 | Yoichi Hirose | ダイヤモンド合成方法 |
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