JPS63210099A - ダイヤモンド膜の作製方法 - Google Patents
ダイヤモンド膜の作製方法Info
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- JPS63210099A JPS63210099A JP62043861A JP4386187A JPS63210099A JP S63210099 A JPS63210099 A JP S63210099A JP 62043861 A JP62043861 A JP 62043861A JP 4386187 A JP4386187 A JP 4386187A JP S63210099 A JPS63210099 A JP S63210099A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0605—Carbon
- C23C14/0611—Diamond
-
- 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
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
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- 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
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〕
この発明は、基体上にダイヤモンド膜を作製する方法に
関する。
関する。
従来、基体上にダイヤモンド膜を作製（合成）する手段
としては、炭化水素や有機化合物系のガスを用いたプラ
ズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等の化学気相成長法が採られ
ていた。
としては、炭化水素や有機化合物系のガスを用いたプラ
ズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等の化学気相成長法が採られ
ていた。
所が、上記のような従来の方法には次のような問題があ
った。
った。
■ 炭化水素や有機化合物系のガスではダイヤモンドの
結晶成長と同時にグラファイトの析出が生じる。
結晶成長と同時にグラファイトの析出が生じる。
■ 基体およびガス雰囲気を高温（例えば８０θ℃〜１
０００℃程度）に加熱して処理する必要があるため、基
体として使用できる材質が大幅に限定される。
０００℃程度）に加熱して処理する必要があるため、基
体として使用できる材質が大幅に限定される。
■ 基体が大面積あるいは複雑な形状の場合は、反応ガ
スの流れが不均一になるため、基体上に均一にダイヤモ
ンド膜を作製することができない。
スの流れが不均一になるため、基体上に均一にダイヤモ
ンド膜を作製することができない。
そこでこの発明は、このような問題点を解決したダイヤ
モンド膜の作製方法を提供することを目的とする。
モンド膜の作製方法を提供することを目的とする。
この発明の第１の方法は、基体を収納した真空容器内に
、水素ガス、不活性ガス、炭化水素系ガスおよび有機化
合物系ガスの内の少なくとも一種から成るガスを導入し
、そして基体またはそれを保持するホルダに負のバイア
ス電圧を印加した状態で、炭素から成るカソードにおけ
るアーク放電によって炭素を基体に蒸着させ、それによ
って基体表面にダイヤモンド膜を作製することを特徴と
する。
、水素ガス、不活性ガス、炭化水素系ガスおよび有機化
合物系ガスの内の少なくとも一種から成るガスを導入し
、そして基体またはそれを保持するホルダに負のバイア
ス電圧を印加した状態で、炭素から成るカソードにおけ
るアーク放電によって炭素を基体に蒸着させ、それによ
って基体表面にダイヤモンド膜を作製することを特徴と
する。
この発明の第２の方法は、第１の方法を変形して、真空
容器内に、上記のようなガスにケイ素系ガスおよびゲル
マニウム系ガスの内の少なくとも一方を混合したガスを
導入することを特徴とする。
容器内に、上記のようなガスにケイ素系ガスおよびゲル
マニウム系ガスの内の少なくとも一方を混合したガスを
導入することを特徴とする。
この発明の第３の方法は、第１の方法を変形して、基体
またはホルダに交流のバイアス電圧を印加することを特
徴とする。
またはホルダに交流のバイアス電圧を印加することを特
徴とする。
この発明の第４の方法は、第２の方法を変形して、基体
またはホルダに交流のバイアス電圧を印加することを特
徴とする。
またはホルダに交流のバイアス電圧を印加することを特
徴とする。
第１図は、この発明に係る方法を実施する装置の一例を
示す概略図である。真空ポンプ１０によって真空排気さ
れる真空容器８内に、基体（例えば基板）４保持用のホ
ルダ３２が設けられており、それに対向するようにアー
ク式蒸発源１６が配置されている。
示す概略図である。真空ポンプ１０によって真空排気さ
れる真空容器８内に、基体（例えば基板）４保持用のホ
ルダ３２が設けられており、それに対向するようにアー
ク式蒸発源１６が配置されている。
アーク式蒸発源１６は、炭素から成るカソード１８、ア
ーク点弧用のトリガ電極２０、それをフィードスルー２
２を介して真空容器８外から矢印Ａように往復駆動する
例えばエアシリンダ等から成る駆動装置２６を備えてお
り、カソード１８と接地された真空容器８間には、両者
間に真空直流アーク放電を行わせるために例えば数十Ｖ
程度の電圧を印加するアーク電源２８が接続されている
。
ーク点弧用のトリガ電極２０、それをフィードスルー２
２を介して真空容器８外から矢印Ａように往復駆動する
例えばエアシリンダ等から成る駆動装置２６を備えてお
り、カソード１８と接地された真空容器８間には、両者
間に真空直流アーク放電を行わせるために例えば数十Ｖ
程度の電圧を印加するアーク電源２８が接続されている
。
また、トリガ電極２０は抵抗器２４を介して接地されて
いる。
いる。
一方、ホルダ３２と真空容器８間には、ホルダ３２上の
基体４に（基体４が絶縁物の場合はホルダ３２に。以下
同じ）、後述するような所定のバイアス電圧を印加する
バイアス電源３４が接続されている。
基体４に（基体４が絶縁物の場合はホルダ３２に。以下
同じ）、後述するような所定のバイアス電圧を印加する
バイアス電源３４が接続されている。
また、真空容器８内には、その壁面に設けられたガス導
入口１２を介して、ガス源１４から後述するような所定
のガスＧ７＞＜６人されるようになっている。
入口１２を介して、ガス源１４から後述するような所定
のガスＧ７＞＜６人されるようになっている。
膜作製に際しては、まず、基体４に対する膜の密着性を
より向上させるために、基体４の清浄化を行うのが好ま
しい。即ち、予め脱脂洗浄した基体４をホルダ３２に装
着し、真空容器８内を例えば１０−’〜１０−”Ｉ’
ｏ ｒ ｒ程度に排気した後、ガスＧとして水素ガスま
たはアルゴン等の不活性ガスを、真空容器８内の圧力が
０．１〜数Ｔ ｏ ｒ ｒ程度になるように導入し、バ
イアス電源３４から基体４に−５０〜−１０００Ｖ程度
の負バイアス電圧を印加して、基体４の回りでグロー放
電を生ぜしめる。これによって上記ガスＧがイオン化さ
れ、それが負電位の基体４に引きつけられて衝突し、そ
のエネルギーで基体４上の汚染物質をスパッタさせ、こ
れによって基体４の清浄化が行われる。
より向上させるために、基体４の清浄化を行うのが好ま
しい。即ち、予め脱脂洗浄した基体４をホルダ３２に装
着し、真空容器８内を例えば１０−’〜１０−”Ｉ’
ｏ ｒ ｒ程度に排気した後、ガスＧとして水素ガスま
たはアルゴン等の不活性ガスを、真空容器８内の圧力が
０．１〜数Ｔ ｏ ｒ ｒ程度になるように導入し、バ
イアス電源３４から基体４に−５０〜−１０００Ｖ程度
の負バイアス電圧を印加して、基体４の回りでグロー放
電を生ぜしめる。これによって上記ガスＧがイオン化さ
れ、それが負電位の基体４に引きつけられて衝突し、そ
のエネルギーで基体４上の汚染物質をスパッタさせ、こ
れによって基体４の清浄化が行われる。
次いで膜作製を行う。その場合、この発明に係る第１の
方法では、真空容器８内を再び例えば１０−’〜１０−
’Ｔ ｏ ｒ ｒ程度に排気した後、ガスＧとして、水
素ガス、不活性ガス（例えばアルゴンガス、ネオンガス
等）、炭化水素系ガス（例えばメタンガス、エタンガス
等）および有機化合物系ガス（例えばアセトン等）の内
の少なくとも一種から成るガス、即ちこれらの単一ガス
または混合ガスを導入し、そしてバイアス電源３４から
基体４に負のバイアス電圧を印加した状態で、アーク式
蒸発源１６においてアーク放電を行わせて、そこから蒸
発された炭素３０を基体４の表面に蒸着させる。
方法では、真空容器８内を再び例えば１０−’〜１０−
’Ｔ ｏ ｒ ｒ程度に排気した後、ガスＧとして、水
素ガス、不活性ガス（例えばアルゴンガス、ネオンガス
等）、炭化水素系ガス（例えばメタンガス、エタンガス
等）および有機化合物系ガス（例えばアセトン等）の内
の少なくとも一種から成るガス、即ちこれらの単一ガス
または混合ガスを導入し、そしてバイアス電源３４から
基体４に負のバイアス電圧を印加した状態で、アーク式
蒸発源１６においてアーク放電を行わせて、そこから蒸
発された炭素３０を基体４の表面に蒸着させる。
即ち、トリガ電極２０をカソード１８に接触させて最初
の火花を発生させた１＆トリガ電極２０をカソード１８
より引き離すと、カソードｌＢと真空容器８間にアーク
放電が持続され、それよってカソード１８が加熱蒸発さ
せられる。そしてカソード物質である炭素３０が一部イ
オン化された状態で前方に飛散あるいは基体４に引きつ
けられ、これが基体４の表面に蒸着される。
の火花を発生させた１＆トリガ電極２０をカソード１８
より引き離すと、カソードｌＢと真空容器８間にアーク
放電が持続され、それよってカソード１８が加熱蒸発さ
せられる。そしてカソード物質である炭素３０が一部イ
オン化された状態で前方に飛散あるいは基体４に引きつ
けられ、これが基体４の表面に蒸着される。
しかもその際、上記ガスＧが、蒸発炭素イオンとの衝突
によって、更には基体４の回りでグロー放電が生じるこ
とによってイオンされ、その結果生じたガスイオンが負
電位の基体４に引きつけられてそれに衝突する。
によって、更には基体４の回りでグロー放電が生じるこ
とによってイオンされ、その結果生じたガスイオンが負
電位の基体４に引きつけられてそれに衝突する。
その結果、衝突イオンが、基体４に蒸着されたグラファ
イト構造の炭素をダイヤモンドに結晶成長させるための
核形成エネルギー供給源として作用し、これによって基
体４の表面にダイヤモンド膜が作製される。
イト構造の炭素をダイヤモンドに結晶成長させるための
核形成エネルギー供給源として作用し、これによって基
体４の表面にダイヤモンド膜が作製される。
その場合、ガスＧに上記のような種類のものを用いるの
は、水素ガスを用いれば、イオンとして衝突した水素が
、蒸着炭素中のグラファイトをメタン、エタン等の炭化
水素系のガスとして取り除く作用もするからであり、炭
化水素系ガスや有機化合物系ガスを用いれば、蒸着炭素
にそれと同系の、即ち炭素系のイオンが衝突されるため
それによって蒸着炭素がより励起され易くなるからであ
り、不活性ガスを用いれば、不純物混入の無い高品質の
ダイヤモンド膜が得られるからであり、また上記のよう
なガスの混合ガスを用いれば、上記のような各作用を併
合した結果を得ることができるからである。
は、水素ガスを用いれば、イオンとして衝突した水素が
、蒸着炭素中のグラファイトをメタン、エタン等の炭化
水素系のガスとして取り除く作用もするからであり、炭
化水素系ガスや有機化合物系ガスを用いれば、蒸着炭素
にそれと同系の、即ち炭素系のイオンが衝突されるため
それによって蒸着炭素がより励起され易くなるからであ
り、不活性ガスを用いれば、不純物混入の無い高品質の
ダイヤモンド膜が得られるからであり、また上記のよう
なガスの混合ガスを用いれば、上記のような各作用を併
合した結果を得ることができるからである。
尚、上記の場合のガスＧは、真空容器８内の圧力が１０
ｍＴｏｒｒ程度以上（但し数Ｔｏｒｒ程度以下）になる
ように導入するのが好ましい。これは、蒸発炭素イオン
との衝突や基体４の回りにおけるグロー放電によるガス
Ｇのイオン化をより多く行わせるためである。
ｍＴｏｒｒ程度以上（但し数Ｔｏｒｒ程度以下）になる
ように導入するのが好ましい。これは、蒸発炭素イオン
との衝突や基体４の回りにおけるグロー放電によるガス
Ｇのイオン化をより多く行わせるためである。
また、基体４に印加するバイアス電圧は、−５０〜−１
０００Ｖ程度の範囲内、より好ましくは−５０〜−６０
０Ｖ程度の範囲内にするのが良い。
０００Ｖ程度の範囲内、より好ましくは−５０〜−６０
０Ｖ程度の範囲内にするのが良い。
これは、負のパイアース電圧が１００ＯＶ程度よりも大
きくなると、イオンの加速エネルギーが大きくなり過ぎ
てイオンボンバード作用が大きくなり、それによってダ
イヤモンド結晶成長に悪影響を及ぼすと共にスパッタに
より成膜速度が低下するからであり、逆に負のバイアス
電圧が５ＯＶ程度よりも小さくなると、イオンの引き込
み作用が弱くなり過ぎると共に基体４の回りでグロー放
電が生じにくくなるからである。
きくなると、イオンの加速エネルギーが大きくなり過ぎ
てイオンボンバード作用が大きくなり、それによってダ
イヤモンド結晶成長に悪影響を及ぼすと共にスパッタに
より成膜速度が低下するからであり、逆に負のバイアス
電圧が５ＯＶ程度よりも小さくなると、イオンの引き込
み作用が弱くなり過ぎると共に基体４の回りでグロー放
電が生じにくくなるからである。
また、膜作製時には、必要に応じて基体４を加熱手段（
図示省略）によって数百℃程度まで加熱しても良く、そ
のようにすれば熱励起によってダイヤモンド形成の反応
を促進することができる。
図示省略）によって数百℃程度まで加熱しても良く、そ
のようにすれば熱励起によってダイヤモンド形成の反応
を促進することができる。
上記第１の方法の特徴を列挙すれば次の通りである。
■ 衝突イオンのエネルギーによってグラファイトの析
出を抑制でき、均質なダイヤモンド膜が得鳩゛れる。
出を抑制でき、均質なダイヤモンド膜が得鳩゛れる。
■ 熱励起を主体としていないため低温処理が可能であ
り、その結果基体４として使用できる材質の範囲が大幅
に広がる。
り、その結果基体４として使用できる材質の範囲が大幅
に広がる。
■ 炭素の蒸着に、炭素から成るカソード１８における
アーク放電を利用しており、炭素は固体から液体として
プールする必要がなく直接気化するので、真空容器８の
上下左右いずれの位置にもカソード１８の、即ちアーク
式蒸発源１６の設置が可能であるため、また並列設置も
可能であるため、大面積あるいは複雑な形状の基体４に
対しても均一にダイヤモンド膜を被覆することができる
。
アーク放電を利用しており、炭素は固体から液体として
プールする必要がなく直接気化するので、真空容器８の
上下左右いずれの位置にもカソード１８の、即ちアーク
式蒸発源１６の設置が可能であるため、また並列設置も
可能であるため、大面積あるいは複雑な形状の基体４に
対しても均一にダイヤモンド膜を被覆することができる
。
■ 基体４に負のバイアス電圧を印加することによって
、蒸発炭素イオンおよびガスイオンが加速されて基体４
に衝突して膜形成されるため、基体４に対するダイヤモ
ンド膜の密着性が良い。
、蒸発炭素イオンおよびガスイオンが加速されて基体４
に衝突して膜形成されるため、基体４に対するダイヤモ
ンド膜の密着性が良い。
■ アーク放電による炭素の蒸着を用いるため、成膜速
度が従来の方法に比べて大きく、従ってダイヤモンド膜
の作製効率が良い。
度が従来の方法に比べて大きく、従ってダイヤモンド膜
の作製効率が良い。
次にこの発明に係る第２の方法を、上記第１の方法との
相違点を主に説明すると、この方法では、成膜の際に真
空容器８内に導入するガスＧとして、上述したような水
素ガス、不活性ガス、炭化水素系ガスおよび有機化合物
系ガスの内の少なくとも一種から成るガスに、ケイ素系
ガス（例えばモノシランガス、ジシランガス等）および
ゲルマニウム系ガス（例えばフッ化ゲルマニウム等）の
内の少なくとも一方を混合したガスを用いる。
相違点を主に説明すると、この方法では、成膜の際に真
空容器８内に導入するガスＧとして、上述したような水
素ガス、不活性ガス、炭化水素系ガスおよび有機化合物
系ガスの内の少なくとも一種から成るガスに、ケイ素系
ガス（例えばモノシランガス、ジシランガス等）および
ゲルマニウム系ガス（例えばフッ化ゲルマニウム等）の
内の少なくとも一方を混合したガスを用いる。
そのようにすると、イオン化されて蒸着膜中に突入する
ケイ素あるいはゲルマニウムは、ＳＰ３混成軌道しか取
らないため、グラファイトの析出を抑制すると共にダイ
ヤモンド形成に有効に作用する。
ケイ素あるいはゲルマニウムは、ＳＰ３混成軌道しか取
らないため、グラファイトの析出を抑制すると共にダイ
ヤモンド形成に有効に作用する。
その場合、ケイ素系ガスおよび／またはゲルマニウム系
ガスの他のガスに対する混合比は、あまり大きくする必
要はなく、例えば００１〜３０％（体積％）程度の範囲
内で十分である。
ガスの他のガスに対する混合比は、あまり大きくする必
要はなく、例えば００１〜３０％（体積％）程度の範囲
内で十分である。
従ってこの第２の方法においては、上記第１の方法の■
〜■の特徴に加えて更に、より良質のダイヤモンド膜を
作製することができるという特徴がある。
〜■の特徴に加えて更に、より良質のダイヤモンド膜を
作製することができるという特徴がある。
尚、上記第１、第２いずれの方法の場合も、ミクロンオ
ーダーの厚膜を基体４に被覆する時は、ダイヤモンド膜
が絶縁膜のため、衝突イオンによって膜の表面が正に帯
電（チャージアップ）されて、これが原因で膜表面でア
ーク放電が発生して膜を…傷する恐れがある。従ってそ
の場合は、例えば第２図に示すように、基体４の近傍に
フィラメント３６を設けてこれを電源３８で加熱してそ
こから熱電子を放出させる等して、熱電子を基体４に供
給しつつ膜形成するのが好ましく、そのようにすれば熱
電子によって帯電を防止することができる。この場合必
要に応じて、フィラメント３６と基体４間に、熱電子呼
込み用のバイアスをかけても良い。
ーダーの厚膜を基体４に被覆する時は、ダイヤモンド膜
が絶縁膜のため、衝突イオンによって膜の表面が正に帯
電（チャージアップ）されて、これが原因で膜表面でア
ーク放電が発生して膜を…傷する恐れがある。従ってそ
の場合は、例えば第２図に示すように、基体４の近傍に
フィラメント３６を設けてこれを電源３８で加熱してそ
こから熱電子を放出させる等して、熱電子を基体４に供
給しつつ膜形成するのが好ましく、そのようにすれば熱
電子によって帯電を防止することができる。この場合必
要に応じて、フィラメント３６と基体４間に、熱電子呼
込み用のバイアスをかけても良い。
また、上記第１、第２いずれの方法の場合にも、基体４
に対する炭素の蒸着を、基体４とカソード１８間の空間
で高周波放電を生ぜしめつつ行っても良い。例えば、第
２図で示した３６をフィラメントの代わりに高周波コイ
ルとして、これに電源３８から高周波電力を供給してそ
の回りで高周波放電を生せしめる。このようにすると、
高周波放電によって蒸発炭素３０や雰囲気ガスＧのイオ
ン化が促進されるため、より多くのイオンのエネルギー
をダイヤモンド形成等に役立てることができる。
に対する炭素の蒸着を、基体４とカソード１８間の空間
で高周波放電を生ぜしめつつ行っても良い。例えば、第
２図で示した３６をフィラメントの代わりに高周波コイ
ルとして、これに電源３８から高周波電力を供給してそ
の回りで高周波放電を生せしめる。このようにすると、
高周波放電によって蒸発炭素３０や雰囲気ガスＧのイオ
ン化が促進されるため、より多くのイオンのエネルギー
をダイヤモンド形成等に役立てることができる。
次にこの発明に係る第３の方法を、上記第１の方法との
相違点を主に説明すると、この方法では、成膜の際に、
基体４にバイアス電源３４から交流のバイアス電圧を印
加する。
相違点を主に説明すると、この方法では、成膜の際に、
基体４にバイアス電源３４から交流のバイアス電圧を印
加する。
そのようにすると、交流バイアス電圧の負サイクルにお
いて、蒸発炭素イオンやガスイオンを基体４に向けて加
速することができるので、第１の方法の場合と同様に、
そのエネルギーをダイヤモンドの核形成エネルギー源と
して利用することができ、それによって基体４の表面に
ダイヤモンド膜が作製される。しかも交流バイアス電圧
の正サイクルにおいては、イオン衝突によって基体４等
から放出された二次電子が基体４等に引き戻されるため
、それによって基体４の膜面での帯電が防止される。
いて、蒸発炭素イオンやガスイオンを基体４に向けて加
速することができるので、第１の方法の場合と同様に、
そのエネルギーをダイヤモンドの核形成エネルギー源と
して利用することができ、それによって基体４の表面に
ダイヤモンド膜が作製される。しかも交流バイアス電圧
の正サイクルにおいては、イオン衝突によって基体４等
から放出された二次電子が基体４等に引き戻されるため
、それによって基体４の膜面での帯電が防止される。
その場合に、基体４に印加する交流バイアス電圧のピー
ク値は、直流バイアス電圧の場合と同様の理由から、！
ｙＯ〜１００ＯＶ程度の範囲内、より好ましくは５０〜
６００■程度の範囲内にするのが良い。
ク値は、直流バイアス電圧の場合と同様の理由から、！
ｙＯ〜１００ＯＶ程度の範囲内、より好ましくは５０〜
６００■程度の範囲内にするのが良い。
また、交流バイアス電圧の波形は、必ずしも正弦波に限
定されるものではなく、その他の波形、例えば方形波、
鋸歯状波、更には正弦波の一部分を抽出したような波形
等が採り得る。
定されるものではなく、その他の波形、例えば方形波、
鋸歯状波、更には正弦波の一部分を抽出したような波形
等が採り得る。
従ってこの第３の方法においては、上記第１の方法の■
〜■の特徴に加えて更に、基体４に特別に熱電子供給を
行わなくても、ダイヤモンド膜面での帯電を防止するこ
とができるという特徴がある。
〜■の特徴に加えて更に、基体４に特別に熱電子供給を
行わなくても、ダイヤモンド膜面での帯電を防止するこ
とができるという特徴がある。
次にこの発明に係る第４の方法を、上記第２の方法との
相違点を主に説明すると、この方法では、第３の方法の
場合と同様に、成膜の際に、基体４にバイアス電源３４
から交流のバイアス電圧を印加する。その作用は上述の
通りである。
相違点を主に説明すると、この方法では、第３の方法の
場合と同様に、成膜の際に、基体４にバイアス電源３４
から交流のバイアス電圧を印加する。その作用は上述の
通りである。
従ってこの第４の方法は、上記第１〜第３の方法の特徴
を全て兼ね備えている。
を全て兼ね備えている。
尚、この第３および第４の方法の場合にも、上記第１お
よび第２の方法の場合と同様に、基体４に対する炭素の
蒸着を、基体４とカソード１８間の空間で高周波放電を
生ぜしめつつ行っても良い。
よび第２の方法の場合と同様に、基体４に対する炭素の
蒸着を、基体４とカソード１８間の空間で高周波放電を
生ぜしめつつ行っても良い。
またより確実に帯電を防止したいのであれば、基体４に
熱電子を供給しつつ膜形成しても良い。これらの効果は
前述の通りである。
熱電子を供給しつつ膜形成しても良い。これらの効果は
前述の通りである。
以上のように、この発明に係る第１の方法によれば、■
グラファイトの析出を抑制して均質なダイヤモンド膜を
作製することができる、■低温処理が可能であるため基
体として使用できる材質の範囲が大幅に広がる、■大面
積あるいは複雑な形状の基体に対しても均一な成膜が可
能となる、■基体に対するダイヤモンド膜の密着性が良
い、■ダイヤモンド膜の作製効率が良い、等の効果が得
られる。
グラファイトの析出を抑制して均質なダイヤモンド膜を
作製することができる、■低温処理が可能であるため基
体として使用できる材質の範囲が大幅に広がる、■大面
積あるいは複雑な形状の基体に対しても均一な成膜が可
能となる、■基体に対するダイヤモンド膜の密着性が良
い、■ダイヤモンド膜の作製効率が良い、等の効果が得
られる。
この発明に係る第２の方法によれば、上記■〜■の効果
に加えて更に、より良質のダイヤモンド膜を作製するこ
とができるという効果が得られる。
に加えて更に、より良質のダイヤモンド膜を作製するこ
とができるという効果が得られる。
この発明に係る第３の方法によれば、上記■〜■の効果
に加えて更に、基体に特別に熱電子供給を行わなくても
、ダイヤモンド膜面での帯電を防止することができると
いう効果が得られる。
に加えて更に、基体に特別に熱電子供給を行わなくても
、ダイヤモンド膜面での帯電を防止することができると
いう効果が得られる。
この発明に係る第４の方法によれば、上記■〜■の効果
に加えて更に、より良質のダイヤモンド膜を作製するこ
とができると共に、基体に特別に熱電子供給を行わなく
てもダイヤモンド膜面での帯電を防止することができる
という効果が得られる。
に加えて更に、より良質のダイヤモンド膜を作製するこ
とができると共に、基体に特別に熱電子供給を行わなく
てもダイヤモンド膜面での帯電を防止することができる
という効果が得られる。
第１図は、この発明に係る方法を実施する装置の一例を
示す概略図である。第２図は、この発明に係る方法を実
施する装置の他の例を示す概略図である。 ４・・・基体、８・・・真空容器、１６・・・アーク式
蒸発源、１８・・・カソード、２８・・・アーク電源、
３０・・・炭素、３２・・・ホルダ、３４・・・バイア
スミ源、３６・・・フィラメント（高周波コイル）、Ｇ
・・・ガス。
示す概略図である。第２図は、この発明に係る方法を実
施する装置の他の例を示す概略図である。 ４・・・基体、８・・・真空容器、１６・・・アーク式
蒸発源、１８・・・カソード、２８・・・アーク電源、
３０・・・炭素、３２・・・ホルダ、３４・・・バイア
スミ源、３６・・・フィラメント（高周波コイル）、Ｇ
・・・ガス。
Claims (10)
- （１）基体を収納した真空容器内に、水素ガス、不活性
ガス、炭化水素系ガスおよび有機化合物系ガスの内の少
なくとも一種から成るガスを導入し、そして基体または
それを保持するホルダに負のバイアス電圧を印加した状
態で、炭素から成るカソードにおけるアーク放電によっ
て炭素を基体に蒸着させ、それによって基体表面にダイ
ヤモンド膜を作製することを特徴とするダイヤモンド膜
の作製方法。 - （２）基体に対する炭素の蒸着を、基体に熱電子を供給
しつつ行う特許請求の範囲第１項記載のダイヤモンド膜
の作製方法。 - （３）基体に対する炭素の蒸着を、基体とカソード間の
空間で高周波放電を生ぜしめつつ行う特許請求の範囲第
１項記載のダイヤモンド膜の作製方法。 - （４）基体を収納した真空容器内に、水素ガス、不活性
ガス、炭化水素系ガスおよび有機化合物系ガスの内の少
なくとも一種から成るガスにケイ素系ガスおよびゲルマ
ニウム系ガスの内の少なくとも一方を混合したガスを導
入し、そして基体またはそれを保持するホルダに負のバ
イアス電圧を印加した状態で、炭素から成るカソードに
おけるアーク放電によって炭素を基体に蒸着させ、それ
によって基体表面にダイヤモンド膜を作製することを特
徴とするダイヤモンド膜の作製方法。 - （５）基体に対する炭素の蒸着を、基体に熱電子を供給
しつつ行う特許請求の範囲第４項記載のダイヤモンド膜
の作製方法。 - （６）基体に対する炭素の蒸着を、基体とカソード間の
空間で高周波放電を生ぜしめつつ行う特許請求の範囲第
４項記載のダイヤモンド膜の作製方法。 - （７）基体を収納した真空容器内に、水素ガス、不活性
ガス、炭化水素系ガスおよび有機化合物系ガスの内の少
なくとも一種から成るガスを導入し、そして基体または
それを保持するホルダに交流のバイアス電圧を印加した
状態で、炭素から成るカソードにおけるアーク放電によ
って炭素を基体に蒸着させ、それによって基体表面にダ
イヤモンド膜を作製することを特徴とするダイヤモンド
膜の作製方法。 - （８）基体に対する炭素の蒸着を、基体とカソード間の
空間で高周波放電を生ぜしめつつ行う特許請求の範囲第
７項記載のダイヤモンド膜の作製方法。 - （９）基体を収納した真空容器内に、水素ガス、不活性
ガス、炭化水素系ガスおよび有機化合物系ガスの内の少
なくとも一種から成るガスにケイ素系ガスおよびゲルマ
ニウム系ガスの内の少なくとも一方を混合したガスを導
入し、そして基体またはそれを保持するホルダに交流の
バイアス電圧を印加した状態で、炭素から成るカソード
におけるアーク放電によって炭素を基体に蒸着させ、そ
れによって基体表面にダイヤモンド膜を作製することを
特徴とするダイヤモンド膜の作製方法。 - （１０）基体に対する炭素の蒸着を、基体とカソード間
の空間で高周波放電を生ぜしめつつ行う特許請求の範囲
第９項記載のダイヤモンド膜の作製方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62043861A JPS63210099A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | ダイヤモンド膜の作製方法 |
| DE8888102852T DE3881077T2 (de) | 1987-02-26 | 1988-02-25 | Verfahren zur herstellung eines diamantfilms. |
| EP88102852A EP0280315B1 (en) | 1987-02-26 | 1988-02-25 | Method of forming a diamond film |
| US07/160,261 US4915977A (en) | 1987-02-26 | 1988-02-25 | Method of forming a diamond film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62043861A JPS63210099A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | ダイヤモンド膜の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63210099A true JPS63210099A (ja) | 1988-08-31 |
Family
ID=12675479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62043861A Pending JPS63210099A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | ダイヤモンド膜の作製方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4915977A (ja) |
| EP (1) | EP0280315B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63210099A (ja) |
| DE (1) | DE3881077T2 (ja) |
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