JPS62265198A - ダイヤモンドの合成方法 - Google Patents
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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〕
本発明はダイヤモンドの低圧合成法に関する。
ダイヤモンドは最も硬い物質としてよく知られているが
、硬度以外に熱の伝導性、電気的絶縁性。
、硬度以外に熱の伝導性、電気的絶縁性。
紫外〜赤外域の光の透過性、化学的安定性など機能性材
料として優れた特性をもっている。
料として優れた特性をもっている。
ダイヤモンドの合成法として高圧法がよく知られている
一気圧以下の低圧でもプラズマ、イオンビーム、熱エネ
ルギを利用することによりダイヤモンドを合成できるこ
とが、最近、解ってきた。
一気圧以下の低圧でもプラズマ、イオンビーム、熱エネ
ルギを利用することによりダイヤモンドを合成できるこ
とが、最近、解ってきた。
低圧法のダイヤモンド合成は、粒子のみならず薄膜状の
ダイヤモンドの合成も可能な点に特徴があり、半導体デ
バイスの絶縁放熱基板、コーテング材等への応用が考え
られ幅広い用途が期待できる。
ダイヤモンドの合成も可能な点に特徴があり、半導体デ
バイスの絶縁放熱基板、コーテング材等への応用が考え
られ幅広い用途が期待できる。
従来のダイヤモンド低圧合成に用いられる原料ガスは特
開昭５８−１１０４９４号公報にみられるように、炭化
水素と水素との混合ガス、又は、第３３回応用物理学関
係連合講演会（昭６１年４月） ＩＰＺＤ６゜ＩＰＺＤ
７に見られるように水素とアルコール蒸気、水素とアセ
トン蒸気である。この従来技術によれば、炭化水素と水
素の場合には約１μ／ｈで、水素とアルコール、又は、
水素とアセトンの場合には、約１０μ／ｈでのダイヤモ
ンドの合成が可能である。
開昭５８−１１０４９４号公報にみられるように、炭化
水素と水素との混合ガス、又は、第３３回応用物理学関
係連合講演会（昭６１年４月） ＩＰＺＤ６゜ＩＰＺＤ
７に見られるように水素とアルコール蒸気、水素とアセ
トン蒸気である。この従来技術によれば、炭化水素と水
素の場合には約１μ／ｈで、水素とアルコール、又は、
水素とアセトンの場合には、約１０μ／ｈでのダイヤモ
ンドの合成が可能である。
上記従来技術は、炭化水素と水素混合ガスの場合は原料
の供給は簡便で容易であるがダイヤモンドの成長速度が
約１μ／ｈと小さい点に問題があリ、水素とアルコール
、又は、水素とアセトンの場合はダイヤモンドの成長が
１０μ／ｈと大きいが原料の供給が複雑となる点に問題
があった。
の供給は簡便で容易であるがダイヤモンドの成長速度が
約１μ／ｈと小さい点に問題があリ、水素とアルコール
、又は、水素とアセトンの場合はダイヤモンドの成長が
１０μ／ｈと大きいが原料の供給が複雑となる点に問題
があった。
本発明の目的は、［料の供給が単純容易で、しかも、ダ
イヤモンドの成長が大きい合成方法を提供することにあ
る。
イヤモンドの成長が大きい合成方法を提供することにあ
る。
上記目的は、水素と一酸化炭素又は水素と二酸化炭素の
混合ガスをプラズマ分解するか、または。
混合ガスをプラズマ分解するか、または。
水素と一酸化炭素を熱分解することによって達成される
。
。
水素と一酸化炭素、水素と二酸化炭素との混合ガスをプ
ラズマ分解、又は、水素と一酸化炭素との混合ガスを１
５００〜２０００℃のタングステンヒータで熱分解する
と改姓な炭素、水素、酸素を生成する。炭素よりダイヤ
モンド及びグラファイトが生成するが、グラファイトは
活性な水素のみならず微量の活性な酸素によって早急に
除去されるにのため、従来の水素と炭化水素の場合にみ
られる活性な水素だけによるグラファイトの除去に比べ
、多くの原料ガスの供給が可能となり。
ラズマ分解、又は、水素と一酸化炭素との混合ガスを１
５００〜２０００℃のタングステンヒータで熱分解する
と改姓な炭素、水素、酸素を生成する。炭素よりダイヤ
モンド及びグラファイトが生成するが、グラファイトは
活性な水素のみならず微量の活性な酸素によって早急に
除去されるにのため、従来の水素と炭化水素の場合にみ
られる活性な水素だけによるグラファイトの除去に比べ
、多くの原料ガスの供給が可能となり。
ダイヤモンドの合成速度が早まる。
また、水素、−酸化炭素、二酸化炭素はいずれもガスで
あるためアルコールやアセトン等の液体に比べ減圧反応
器への供給が非常に簡単で精度よくできる。
あるためアルコールやアセトン等の液体に比べ減圧反応
器への供給が非常に簡単で精度よくできる。
以下、本発明を実施例を用いて説明する。
〔実施例１〕
本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。
水素１．−酸化炭素、又は、二酸化炭素２を質量流量計
３により計量した後、混合し、プラズマ反応器４へ供給
する。プラズマ反応器４は真空ポンプ１１により１０−
１〜１０Ｔｏｒｒに減圧されている。
３により計量した後、混合し、プラズマ反応器４へ供給
する。プラズマ反応器４は真空ポンプ１１により１０−
１〜１０Ｔｏｒｒに減圧されている。
高周波発振器６より１３．５６ＭＨｚ の高周波が発
振され、銅製コイル５を通して反応器４へ供給される０
反応器に供給された混合ガスはこの高周波によってプラ
ズマ８を発生する。プラズマ８中にシリコンウェハ７が
設置され、必要に応じてヒータ９により加熱される。プ
ラズマ中で生成した活性な炭素からダイヤモンドとグラ
ファイトがシリコンウェハ上に析出する。グラファイト
はプラズマ中で生成した活性な水素及び酸素により反応
除去されダイヤモンドのみがシリコンウェハ上に残る。
振され、銅製コイル５を通して反応器４へ供給される０
反応器に供給された混合ガスはこの高周波によってプラ
ズマ８を発生する。プラズマ８中にシリコンウェハ７が
設置され、必要に応じてヒータ９により加熱される。プ
ラズマ中で生成した活性な炭素からダイヤモンドとグラ
ファイトがシリコンウェハ上に析出する。グラファイト
はプラズマ中で生成した活性な水素及び酸素により反応
除去されダイヤモンドのみがシリコンウェハ上に残る。
反応管４には、４０ｍｍφ×８００ＩＩｍの石英ガラス
管を用いた。実験条件を以下に示す。
管を用いた。実験条件を以下に示す。
基 板：１１０ｍＸ１０シリコンウエハ原料ガスＡ
：Ｈｚ９９％、ＧＯ１％ Ｂ：Ｈｚ９９％、Ｃｏａ１％ 供給量１０，１００，３００ｍａ ／ｗｉｎ 圧 カニ５Ｔｏｒｒ一定 基板温度二８００℃ 反応時間：１ｈ 実験終了後、電子線回折による析出物の同定を行なった
。いずれの実験ケースでもダイヤモンドの生成が確認さ
れ、成長速度は原料ガスの供給量に比例して増大した。
：Ｈｚ９９％、ＧＯ１％ Ｂ：Ｈｚ９９％、Ｃｏａ１％ 供給量１０，１００，３００ｍａ ／ｗｉｎ 圧 カニ５Ｔｏｒｒ一定 基板温度二８００℃ 反応時間：１ｈ 実験終了後、電子線回折による析出物の同定を行なった
。いずれの実験ケースでもダイヤモンドの生成が確認さ
れ、成長速度は原料ガスの供給量に比例して増大した。
すなわち、０．１〜８μ／ｈの成長速度であった。
水素−炭化水素のプラズマ分解の場合の成長速度０．１
〜１．０μ／ｈより速く、水素−メタノール、水素−ア
セトン混合ガスの熱分解の匹敵する速度が得られた。１
０は真空計。
〜１．０μ／ｈより速く、水素−メタノール、水素−ア
セトン混合ガスの熱分解の匹敵する速度が得られた。１
０は真空計。
〔実施例２〕
第２図に概略図を示す装置を用いてダイヤモンドの熱Ｃ
ＶＤ法による合成実験を行なった６反応器は４０ｍφＸ
１００Ｏ＋ｍ＋の石英ガラス製である。
ＶＤ法による合成実験を行なった６反応器は４０ｍφＸ
１００Ｏ＋ｍ＋の石英ガラス製である。
実験条件を以下に示す。
基 板：１０ｍ＋＋Ｘ１０ｍシリコンウェハ原料ガ
ＸＡ ： Ｈｚ ９９％、ＣＯＩ％Ｂ：Ｈｚ９９％ｌ
Ｃｏ２１％ 供給量：３００ｍｇ／ｗｉｎ 圧 カニ５Ｔｏｒｒ一定 基板温度＝８００℃ タングステンヒータ温度：１５００℃以上反応時間：１
ｈ 実験終了後、電子線回折により析出物の同定を行なった
。いずれの実験ケースでもダイヤモンドの生成が確認さ
れたが、生成速度はＨｚ −Ｃｏ系で６μ／ ｈ 、
Ｈｚ −Ｃ０２系で０．１μ／ｈであった。以上の実験
より、Ｈ２−ＣＯ２系では熱分解により水素−メタノー
ル、水素−アセトン混合ガスの熱分解に匹敵する速度が
得られた。
ＸＡ ： Ｈｚ ９９％、ＣＯＩ％Ｂ：Ｈｚ９９％ｌ
Ｃｏ２１％ 供給量：３００ｍｇ／ｗｉｎ 圧 カニ５Ｔｏｒｒ一定 基板温度＝８００℃ タングステンヒータ温度：１５００℃以上反応時間：１
ｈ 実験終了後、電子線回折により析出物の同定を行なった
。いずれの実験ケースでもダイヤモンドの生成が確認さ
れたが、生成速度はＨｚ −Ｃｏ系で６μ／ ｈ 、
Ｈｚ −Ｃ０２系で０．１μ／ｈであった。以上の実験
より、Ｈ２−ＣＯ２系では熱分解により水素−メタノー
ル、水素−アセトン混合ガスの熱分解に匹敵する速度が
得られた。
図中、１４は反応器、１５はタングステンヒータ、１６
はシリコンウェハ、１８は熱電対である。
はシリコンウェハ、１８は熱電対である。
本発明によれば、シリコンウェハ等の基板上に、従来の
水素−炭化水素のプラズマ分解より数倍早い速度で、又
、水素−メタノール、水素−アセトン熱分解法より簡便
な操作でダイヤモンドを合成することができる。
水素−炭化水素のプラズマ分解より数倍早い速度で、又
、水素−メタノール、水素−アセトン熱分解法より簡便
な操作でダイヤモンドを合成することができる。
第１図は本発明のプラズマ法による一実施例の系統図、
第２図は本発明の熱分解法による一実施例の系統図であ
る。 ２・′−・、 ４・・・プラズマ反応器。
、、。
第２図は本発明の熱分解法による一実施例の系統図であ
る。 ２・′−・、 ４・・・プラズマ反応器。
、、。
Claims (1)
- １、減圧された反応器に水素と一酸化炭素、又は、水素
と二酸化炭素との混合ガスを供給し、前記混合ガスにマ
イクロ波、高周波等の電磁波エネルギを印加してプラズ
マを発生させて基板上にダイヤモンドを合成することを
特徴とするダイヤモンドの合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10846386A JPS62265198A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | ダイヤモンドの合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10846386A JPS62265198A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | ダイヤモンドの合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62265198A true JPS62265198A (ja) | 1987-11-18 |
| JPH0361633B2 JPH0361633B2 (ja) | 1991-09-20 |
Family
ID=14485400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10846386A Granted JPS62265198A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | ダイヤモンドの合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62265198A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63117994A (ja) * | 1986-11-05 | 1988-05-21 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンドの気相合成法 |
| JPS63274692A (ja) * | 1987-05-02 | 1988-11-11 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ダイヤモンドの合成方法 |
| JPH01201098A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-08-14 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ダイヤモンドの合成方法 |
| JPH01313393A (ja) * | 1988-06-10 | 1989-12-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンドの気相合成法 |
| US4984534A (en) * | 1987-04-22 | 1991-01-15 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Method for synthesis of diamond |
| US5258206A (en) * | 1989-01-13 | 1993-11-02 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Method and apparatus for producing diamond thin films |
| US5531184A (en) * | 1990-04-26 | 1996-07-02 | Hitachi, Ltd. | Method for producing synthetic diamond thin film, the thin film and device using it |
| WO2004025002A1 (fr) * | 2002-09-12 | 2004-03-25 | Skvortsov Vladimir Anatolievic | Procede de synthese de diamants au moyen de champs magnetiques mono |
-
1986
- 1986-05-14 JP JP10846386A patent/JPS62265198A/ja active Granted
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63117994A (ja) * | 1986-11-05 | 1988-05-21 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンドの気相合成法 |
| US4984534A (en) * | 1987-04-22 | 1991-01-15 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Method for synthesis of diamond |
| US4985227A (en) * | 1987-04-22 | 1991-01-15 | Indemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Method for synthesis or diamond |
| JPS63274692A (ja) * | 1987-05-02 | 1988-11-11 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ダイヤモンドの合成方法 |
| JPH042556B2 (ja) * | 1987-05-02 | 1992-01-20 | ||
| JPH01201098A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-08-14 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ダイヤモンドの合成方法 |
| JPH01313393A (ja) * | 1988-06-10 | 1989-12-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンドの気相合成法 |
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| WO2004025002A1 (fr) * | 2002-09-12 | 2004-03-25 | Skvortsov Vladimir Anatolievic | Procede de synthese de diamants au moyen de champs magnetiques mono |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0361633B2 (ja) | 1991-09-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |