JPS61201693A - 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
- Publication number
- JPS61201693A JPS61201693A JP4312485A JP4312485A JPS61201693A JP S61201693 A JPS61201693 A JP S61201693A JP 4312485 A JP4312485 A JP 4312485A JP 4312485 A JP4312485 A JP 4312485A JP S61201693 A JPS61201693 A JP S61201693A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- diamond
- carbon
- inert gas
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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】
産業上の利用分野
本発明は、地球上で最も硬く安定であり、耐環境性にす
ぐれた被覆膜を提供し、さらに高絶縁性。
ぐれた被覆膜を提供し、さらに高絶縁性。
高熱伝導性、半導体的特性等を生かし、エレクトス
ロニクス・オプトエレクトロニク分野への応用も期待さ
れるダイヤモンドの製造方法に関する。
れるダイヤモンドの製造方法に関する。
従来の技術
従来、ダイヤモンドの合成は高温・超高圧下で行なわれ
ていた。また、最近になって、減圧下での気相合成の成
功が報告され（例えばＩＩＡＰ ２１Ｌ１８３（１９８
２）、ダイヤモンドが低圧下で合成されるようになった
。しかしこの方法においても１ｏＯｏ′Ｃ程度の高温が
必要であり、高温下での合成である。
ていた。また、最近になって、減圧下での気相合成の成
功が報告され（例えばＩＩＡＰ ２１Ｌ１８３（１９８
２）、ダイヤモンドが低圧下で合成されるようになった
。しかしこの方法においても１ｏＯｏ′Ｃ程度の高温が
必要であり、高温下での合成である。
発明が解決しようとする問題点
このように、いまだ、ダイヤモンドの合成は高温高圧又
は高温低圧下での合成であり、工業的には不十分で、低
温、低圧下での合成に向けて研究がつづけられていた。
は高温低圧下での合成であり、工業的には不十分で、低
温、低圧下での合成に向けて研究がつづけられていた。
本発明は、低温、低圧下でのダイヤモンドの効率的な合
成を目的とするものである。
成を目的とするものである。
問題点を解決するための手段
本発明者等は、表面に凹凸を有する基板上に、炭素を供
給し、高速粒子を照射しつつ供給された前記炭素を凝縮
させることにより、ダイヤモンド結晶が効率的に成長す
ることを確認し、これを利用して、本発明のダイヤモン
ドの製造方法を発明した。
給し、高速粒子を照射しつつ供給された前記炭素を凝縮
させることにより、ダイヤモンド結晶が効率的に成長す
ることを確認し、これを利用して、本発明のダイヤモン
ドの製造方法を発明した。
ここで、上記基板上に照射される高速粒子が、水素及び
不活性ガス又は炭素、フッ素及び不活性ガス又は炭素の
いずれかである場合に有効で、これらのガスがイオン化
しているとさらに有効であることも確認した。
不活性ガス又は炭素、フッ素及び不活性ガス又は炭素の
いずれかである場合に有効で、これらのガスがイオン化
しているとさらに有効であることも確認した。
作 用
炭素が凝縮して固体となる場合に、高速粒子が照射され
ると、上記高速粒子が衝突した部分が、その衝撃によっ
て局所的に高温高圧となり、局所的にダイヤモンドが形
成されると考えられる。この高速粒子が不活性ガスや炭
素であれば、凝縮する炭素との反応等が起こらずに効率
良くダイヤモンドが合成される。さらに水素が加速され
て照射されると、この局所的なダイヤモンド構造の部分
のみを残して他の部分を除去し、ダイヤモンド結晶を成
長させると考えられる。この水素のかわりにフッ素を用
いても有効である。ここで、第１図に示すごとく基板表
面に凹凸があると、これらの高速粒子がこの凹凸の部分
に効率良く衝突することとなり、また凹凸の部分にダイ
ヤモンド結晶の核となるものが形成されやすく、ダイヤ
モンド結晶の成長が飛躍的に効率的となる。この場合、
基板の加熱は必要なく、室温基板上にダイヤモンド結晶
が効率良く成長する。 ７ 実施例 本発明のダイヤモンドの製造方法に用いた装置を第１図
に示す。この装置はイオンビームスパッタ装置であり、
水素と不活性ガス（アルゴン）の混合イオンビーム１が
１２００ｅｖ程度のエネルギで、ターゲット２と基板３
に照射される。ターゲット２には３ｏ０程度の角度で、
また、凹凸４をつけられた基板表面６にはほぼ平行にイ
オンビーム１が照射される。ターゲット２にはグラフ１
イト板を用い、これがスパッタされて炭素原子６が飛び
出し、この炭素６が基板表面６上に凝縮する。
ると、上記高速粒子が衝突した部分が、その衝撃によっ
て局所的に高温高圧となり、局所的にダイヤモンドが形
成されると考えられる。この高速粒子が不活性ガスや炭
素であれば、凝縮する炭素との反応等が起こらずに効率
良くダイヤモンドが合成される。さらに水素が加速され
て照射されると、この局所的なダイヤモンド構造の部分
のみを残して他の部分を除去し、ダイヤモンド結晶を成
長させると考えられる。この水素のかわりにフッ素を用
いても有効である。ここで、第１図に示すごとく基板表
面に凹凸があると、これらの高速粒子がこの凹凸の部分
に効率良く衝突することとなり、また凹凸の部分にダイ
ヤモンド結晶の核となるものが形成されやすく、ダイヤ
モンド結晶の成長が飛躍的に効率的となる。この場合、
基板の加熱は必要なく、室温基板上にダイヤモンド結晶
が効率良く成長する。 ７ 実施例 本発明のダイヤモンドの製造方法に用いた装置を第１図
に示す。この装置はイオンビームスパッタ装置であり、
水素と不活性ガス（アルゴン）の混合イオンビーム１が
１２００ｅｖ程度のエネルギで、ターゲット２と基板３
に照射される。ターゲット２には３ｏ０程度の角度で、
また、凹凸４をつけられた基板表面６にはほぼ平行にイ
オンビーム１が照射される。ターゲット２にはグラフ１
イト板を用い、これがスパッタされて炭素原子６が飛び
出し、この炭素６が基板表面６上に凝縮する。
つまり、イオンビーム１の高速粒子が基板上に照射され
、この状態で炭素６が供給され膜が形成される。このよ
うにして形成された膜のＴＥＭ写真を第２図に示す。基
板の凹凸４上に堆積した膜の部分７にダイヤモンドの結
晶が効率的に成長していることがわかる。他の凹凸でな
い平面上へ堆積した膜の部分８はアモルファス状の膜で
あった。
、この状態で炭素６が供給され膜が形成される。このよ
うにして形成された膜のＴＥＭ写真を第２図に示す。基
板の凹凸４上に堆積した膜の部分７にダイヤモンドの結
晶が効率的に成長していることがわかる。他の凹凸でな
い平面上へ堆積した膜の部分８はアモルファス状の膜で
あった。
第３図に第２図の点線での断面図を示す。凹凸４上に堆
積した部分７に成長したダイヤモンド結晶は電子線回折
により、ヘキサゴナルのダイヤモンドであることが確認
された。この場合、基板表面６の蒸着時の温度上昇は小
さい。
積した部分７に成長したダイヤモンド結晶は電子線回折
により、ヘキサゴナルのダイヤモンドであることが確認
された。この場合、基板表面６の蒸着時の温度上昇は小
さい。
ここでは水素とアルゴンの混合イオンビームについて述
べたが、水素はフッ素も良く、アルゴンは池の不活性ガ
ス又は炭素でも同様の結果が得られることも本発明者等
は確認した。また、基板上に供給される炭素は、スパッ
タ以外の、熱蒸着。
べたが、水素はフッ素も良く、アルゴンは池の不活性ガ
ス又は炭素でも同様の結果が得られることも本発明者等
は確認した。また、基板上に供給される炭素は、スパッ
タ以外の、熱蒸着。
ＣＶＤ 、電子ビーム蒸発、レーザビーム蒸着等によっ
て形成されたものでも良い。
て形成されたものでも良い。
発明の効果
本発明のダイヤモンドの製造方法は、宝石として、また
エレクトロニクス分野でも有用であり、あらゆる分野に
応用可能なダイヤモンドの低温低圧下合成を可能とした
もので、本発明の工業的価値はきわめて高い。
エレクトロニクス分野でも有用であり、あらゆる分野に
応用可能なダイヤモンドの低温低圧下合成を可能とした
もので、本発明の工業的価値はきわめて高い。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のダイヤモンドの製造方法に用いた装置
の概略図、第２図は本発明の製造方法によって得られた
ダイヤモンド膜の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真、第
３図は第２図のＡ −Ａ’線部分の断面図である。 １・・・・・・イオンビーム、２・・・・・・ターゲッ
ト、３・−・・・・基板、４・・・・・・凹凸、６・・
・・・・基板表面、６・・・・・・炭素、７・・・・・
・凹凸上に堆積した膜の部分、８・・・・・・凹凸でな
い平面上に堆積した膜の部分。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第３図 手続補正書（方式） ■事件の表示 昭和６０年特許願第４３１２４ 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
人任 所 大阪府門真市大字門真１００６番地名
称 （５８２）松下電器産業株式会社代表者 山
下 俊 彦 ４代理人 〒５７１ 住 所 大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内 ７、補正の内容 （１）明細書の第６ページ第１０行目の「膜のＴＥＭ写
真コを「膜中のダイヤモンド粒子の構造の透過型電子顕
微鏡（ＴＥＭ）写真」に補正します。 （２）同第６ページ第１６行〜第１７行目の「第２図は
〜写真、」を以下の文章に補正します。
の概略図、第２図は本発明の製造方法によって得られた
ダイヤモンド膜の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真、第
３図は第２図のＡ −Ａ’線部分の断面図である。 １・・・・・・イオンビーム、２・・・・・・ターゲッ
ト、３・−・・・・基板、４・・・・・・凹凸、６・・
・・・・基板表面、６・・・・・・炭素、７・・・・・
・凹凸上に堆積した膜の部分、８・・・・・・凹凸でな
い平面上に堆積した膜の部分。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第３図 手続補正書（方式） ■事件の表示 昭和６０年特許願第４３１２４ 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
人任 所 大阪府門真市大字門真１００６番地名
称 （５８２）松下電器産業株式会社代表者 山
下 俊 彦 ４代理人 〒５７１ 住 所 大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内 ７、補正の内容 （１）明細書の第６ページ第１０行目の「膜のＴＥＭ写
真コを「膜中のダイヤモンド粒子の構造の透過型電子顕
微鏡（ＴＥＭ）写真」に補正します。 （２）同第６ページ第１６行〜第１７行目の「第２図は
〜写真、」を以下の文章に補正します。
Claims (5)
- （１）表面に凹凸を有する基板上に、炭素を供給し高速
粒子を照射しつつ供給された前記炭素を凝縮させること
を特徴とするダイヤモンドの製造方法。 - （２）基板上に照射される高速粒子が、水素及び不活性
ガス又は炭素を含むガスにより構成されることを特徴と
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。 - （３）基板上に照射される高速粒子の水素及び不活性ガ
ス又は炭素が、イオン化していることを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載のダイヤモンドの製造方法。 - （４）基板上に照射される高速粒子が、フッ素及び不活
性ガス又は炭素を含むガスにより構成されることを特徴
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。 - （５）基板上に照射される高速粒子のフッ素及び不活性
ガス又は炭素が、イオン化していることを特徴とする特
許請求の範囲第４項記載のダイヤモンドの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4312485A JPS61201693A (ja) | 1985-03-05 | 1985-03-05 | ダイヤモンドの製造方法 |
| US07/051,798 US4844785A (en) | 1984-03-27 | 1987-05-20 | Method for deposition of hard carbon film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4312485A JPS61201693A (ja) | 1985-03-05 | 1985-03-05 | ダイヤモンドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61201693A true JPS61201693A (ja) | 1986-09-06 |
Family
ID=12655091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4312485A Pending JPS61201693A (ja) | 1984-03-27 | 1985-03-05 | ダイヤモンドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61201693A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0360994A1 (en) * | 1988-09-20 | 1990-04-04 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for producing diamond films at low temperatures |
| US4961958A (en) * | 1989-06-30 | 1990-10-09 | The Regents Of The Univ. Of Calif. | Process for making diamond, and doped diamond films at low temperature |
| KR100480745B1 (ko) * | 1998-03-10 | 2005-05-16 | 삼성전자주식회사 | 필드에미터용다이아몬드박막의제조방법 |
-
1985
- 1985-03-05 JP JP4312485A patent/JPS61201693A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0360994A1 (en) * | 1988-09-20 | 1990-04-04 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for producing diamond films at low temperatures |
| US4961958A (en) * | 1989-06-30 | 1990-10-09 | The Regents Of The Univ. Of Calif. | Process for making diamond, and doped diamond films at low temperature |
| KR100480745B1 (ko) * | 1998-03-10 | 2005-05-16 | 삼성전자주식회사 | 필드에미터용다이아몬드박막의제조방법 |
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