JPS63277763A - ダイヤモンド状炭素の製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド状炭素の製造方法Info
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Landscapes
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- Carbon And Carbon Compounds (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】
[産業上の利用分野J
この発明はダイヤモンド状炭素の製造方法に関し、さら
に詳しく言うと、ピンホールがなく、たとえば耐薬品保
護膜やハードコート膜などに好適なダイヤモンド状炭素
の製造方法に関する。
に詳しく言うと、ピンホールがなく、たとえば耐薬品保
護膜やハードコート膜などに好適なダイヤモンド状炭素
の製造方法に関する。
[従来の技術およびその問題点]
ダイヤモンド状炭素(以下、DLCと略称することがあ
る2)は、優れた硬度、光学的特性、電気的特性および
耐薬品性等を有することから工業材料として幅広い分野
において注目されており。
る2)は、優れた硬度、光学的特性、電気的特性および
耐薬品性等を有することから工業材料として幅広い分野
において注目されており。
近年、その合成技術は著しい発展を遂げつつある。
そして、これまでに、たとえば化学気相析出法(cvn
法)、イオンビーム法、化学輸送法などのように励起状
態の炭素を基板上に堆積させてDLCを合成する技術が
種々知られるに至っている。
法)、イオンビーム法、化学輸送法などのように励起状
態の炭素を基板上に堆積させてDLCを合成する技術が
種々知られるに至っている。
しかしながら、従来の製造方法により得られるDLCに
はピンホールが発生することがあり、たとえば耐薬品保
;*Sに用いた場合にはピンホールから薬品が侵入した
り、ハードコート膜に用いた場合にはこの膜が剥がれ易
くなったりして、DLC本来の特性を発揮することがで
きないという問題があった。
はピンホールが発生することがあり、たとえば耐薬品保
;*Sに用いた場合にはピンホールから薬品が侵入した
り、ハードコート膜に用いた場合にはこの膜が剥がれ易
くなったりして、DLC本来の特性を発揮することがで
きないという問題があった。
[発明の目的]
この発明の目的は、前記問題を解消し、ピンホールによ
って本来の特性が損なわれることのないダイヤモンド状
炭素を製造する方法を提供することである。
って本来の特性が損なわれることのないダイヤモンド状
炭素を製造する方法を提供することである。
[前記目的を達成するための手段]
前記目的を達成するために、この発明者が鋭意検討を重
ねた結果、DLCのピンホールは基板表面に付着した塵
などの存在により成膜時に生じたり、あるいは基板とD
LCとの熱膨張係数の差異により成膜後に生じたりする
と推測して、この発明に到達した。
ねた結果、DLCのピンホールは基板表面に付着した塵
などの存在により成膜時に生じたり、あるいは基板とD
LCとの熱膨張係数の差異により成膜後に生じたりする
と推測して、この発明に到達した。
すなわち、前記目的を達成するためのこの発明の概要は
、炭素源ガスを含有する原料ガスを励起した後、基板に
接触させて・、基板上にダイヤモンド状炭素を堆積させ
、以後、得られた堆積物を一旦冷却してから、さらにこ
の堆積物と原料ガスとを接触させてダイヤモンド状炭素
を堆積させる操作を1回以上行なうことを特徴とするダ
イヤモンド状炭素の製造方法である。
、炭素源ガスを含有する原料ガスを励起した後、基板に
接触させて・、基板上にダイヤモンド状炭素を堆積させ
、以後、得られた堆積物を一旦冷却してから、さらにこ
の堆積物と原料ガスとを接触させてダイヤモンド状炭素
を堆積させる操作を1回以上行なうことを特徴とするダ
イヤモンド状炭素の製造方法である。
前記炭素源ガスとしては、たとえば、メタン、エタン、
プロパン、フタン、ペンタン、ヘキサンなどのアルカン
類、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ブタジ
ェンなどのアルケン類、アセチレンなどのアルキン類、
ベンゼン、トルエン、キシレン、インデン、ナフタリン
、フェナントレンなどの芳香族炭化水素類、シクロプロ
パン、シクロヘキサンなどのシクロパラフィン類。
プロパン、フタン、ペンタン、ヘキサンなどのアルカン
類、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ブタジ
ェンなどのアルケン類、アセチレンなどのアルキン類、
ベンゼン、トルエン、キシレン、インデン、ナフタリン
、フェナントレンなどの芳香族炭化水素類、シクロプロ
パン、シクロヘキサンなどのシクロパラフィン類。
シクロペンテン、シクロヘキセンなどのシクロオレフィ
ン類などが挙げられる。
ン類などが挙げられる。
また、炭素源ガスとして、−酸化炭素、二酸化炭素、メ
チルアルコール、エチルアルコールなどの含酸素炭素化
合物、メチルアミン、エチルアミン、アニリンなどの含
窒素炭素化合物なども使用することができる。
チルアルコール、エチルアルコールなどの含酸素炭素化
合物、メチルアミン、エチルアミン、アニリンなどの含
窒素炭素化合物なども使用することができる。
これらは、1種単独で用いることもできるし、2種以上
を併用することもできる。
を併用することもできる。
これらの中でも、好ましいのはメタン、エタン、プロパ
ン等のパラフィン系炭化水素およびアセトン、ベンゾフ
ェノンなどのケトン類である。
ン等のパラフィン系炭化水素およびアセトン、ベンゾフ
ェノンなどのケトン類である。
この発明においては、前記炭素源ガスとともに希釈用ガ
スを用いることもできる。この希釈用ガスとしては、水
素ガス;アルゴンガス、ネオンガス、キセノンガス、窒
素ガスなどの不活性ガスが挙げられる。
スを用いることもできる。この希釈用ガスとしては、水
素ガス;アルゴンガス、ネオンガス、キセノンガス、窒
素ガスなどの不活性ガスが挙げられる。
これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組合
わせて用いてもよい。
わせて用いてもよい。
前記炭素源ガスを含有する原料ガスを励起する手段とし
ては、たとえば高周波CVD法、マイクロ波CVD法、
熱フイラメント法、化学輸送法。
ては、たとえば高周波CVD法、マイクロ波CVD法、
熱フイラメント法、化学輸送法。
イオンビーム法などの従来より公知の方法を用いること
ができる。
ができる。
前記基板表面の温度は、前記混合ガスの励起手段によっ
て異なるので、−概に決定することはできないが、たと
えばプラズマCVD法を用いる場合には、通常、0℃
〜SOO℃、好ましくは25℃〜400℃である。基板
表面の温度が500℃を超えると、非ダイヤモンド状炭
素であるグラファイトの発生量が多くなる。
て異なるので、−概に決定することはできないが、たと
えばプラズマCVD法を用いる場合には、通常、0℃
〜SOO℃、好ましくは25℃〜400℃である。基板
表面の温度が500℃を超えると、非ダイヤモンド状炭
素であるグラファイトの発生量が多くなる。
この発明の方法における反応圧力は、通常、10−4〜
780torr 、好ましくは1G−3〜10torr
テある0反応圧力が101torrよりも低い場合に
は、DLCの析出速度が遅くなったり、DLCが析出し
なくなったりする。一方、 780torrより高い場
合にはグラファイトの発生量が多くなる。
780torr 、好ましくは1G−3〜10torr
テある0反応圧力が101torrよりも低い場合に
は、DLCの析出速度が遅くなったり、DLCが析出し
なくなったりする。一方、 780torrより高い場
合にはグラファイトの発生量が多くなる。
次に、この発明の方法について図面を用いて説明する。
第1図(イ)〜(ハ)はこの発明の方法を示す概念図で
ある。
ある。
第1図(イ)に示したように、この発明の方法において
は、まづ、基板l上にDLCを堆積させてその堆積物2
を得る。
は、まづ、基板l上にDLCを堆積させてその堆積物2
を得る。
次いで、得られた堆積物2を一旦冷却し、前述した合成
条件からDLCを解放し、充分に安定化させる。このと
さ、前記冷却は1通常、室温下に放置することにより行
なうことができる。なお、この安定化のときにピンホー
ル3が発生することがある。
条件からDLCを解放し、充分に安定化させる。このと
さ、前記冷却は1通常、室温下に放置することにより行
なうことができる。なお、この安定化のときにピンホー
ル3が発生することがある。
その後、この堆積物2を再度、合成条件下に戻し、堆積
物2の上にさらにDLCを堆積させて。
物2の上にさらにDLCを堆積させて。
第1図(II)に示した堆積物2′を得る。ここで、得
られた堆積物2′において、安定化するに際してピンホ
ール3′が生ずることがあったとしても、このピンホー
ル3′と前記ピンホール3とが貫通する確率はきわめて
小さい。
られた堆積物2′において、安定化するに際してピンホ
ール3′が生ずることがあったとしても、このピンホー
ル3′と前記ピンホール3とが貫通する確率はきわめて
小さい。
したがって、以後、DLCが所望の厚みになるまで同様
の操作を適宜に訝り返せば、表面から裏面まで貫通する
ピンホールが皆無であるダイヤモンド状炭素4を得るこ
とができる(第1図(ハ)参照)。
の操作を適宜に訝り返せば、表面から裏面まで貫通する
ピンホールが皆無であるダイヤモンド状炭素4を得るこ
とができる(第1図(ハ)参照)。
この発明の製造方法により得られるダイヤモンド状炭素
は1表面から裏面まで貫通するピンホールが皆無である
ことから、たとえば耐薬品保護膜や切削工具(バイト)
のコーティングに利用したり、エレクトロニクス材料部
品に利用したりすることができる。
は1表面から裏面まで貫通するピンホールが皆無である
ことから、たとえば耐薬品保護膜や切削工具(バイト)
のコーティングに利用したり、エレクトロニクス材料部
品に利用したりすることができる。
[発明の効果]
この発明によると、
(1) 基板上に得られたピンホールを有するDLC
の上から繰り返しDLCを堆砧させるので。
の上から繰り返しDLCを堆砧させるので。
表面から裏面まで貫通するピンホールが発生する可能性
がきわめて低く。
がきわめて低く。
(2) その結果、ピンホールによって本来の特性が
損なわれる心配がなく。
損なわれる心配がなく。
(3)シかも、DLCの堆積操作を繰り返すだけでよい
ので、新たな設備を必要としない、等の効果を奏するダ
イヤモンド状炭素の製造方法を提供することができる。
ので、新たな設備を必要としない、等の効果を奏するダ
イヤモンド状炭素の製造方法を提供することができる。
[実施例]
次に、この発明の実施例および比較例を示し、この発明
についてさらに具体的に説明する。
についてさらに具体的に説明する。
(実施例1)
シリコンからなる基板を設置した反応室中に。
メタンガスを、流量100scc層の割合で導入した。
次いで、高周波電源の出力を800Wにして放電を行な
った。
った。
この状態で10分間反応を行ない、基板上に厚み800
AのDLC膜を得た。
AのDLC膜を得た。
その後、放電を止め、得られたDLC膜を大気中に30
分間放置した後、上記の条件と同様の条件下に再度、放
電を行なってざらにDLCを堆積させた。
分間放置した後、上記の条件と同様の条件下に再度、放
電を行なってざらにDLCを堆積させた。
以後、同様の操作を5回行ない、厚み約300OAのD
LC膜を得た。
LC膜を得た。
得られたDLCIIについて光学および電子顕微鏡によ
る観察を行なったところ1表面から裏面まで貫通するピ
ンホールは全く見られなかった。
る観察を行なったところ1表面から裏面まで貫通するピ
ンホールは全く見られなかった。
(比較例1)
前記実施例1と同様の条件下に連続して1時間書店を行
ない、基板上に厚み3000人のDLC膜を得た。
ない、基板上に厚み3000人のDLC膜を得た。
得られたDLC膜につき、目視によるm察を行なったと
ころ、表面から裏面まで貫通する直径0.1〜0.2m
mのピンホールが発生していた。
ころ、表面から裏面まで貫通する直径0.1〜0.2m
mのピンホールが発生していた。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)〜(ハ)は、この発明のダイヤモンド状炭
素の製造方法を示す概念図である。 1・・・基板、 2魯・・堆積物。 第1図
素の製造方法を示す概念図である。 1・・・基板、 2魯・・堆積物。 第1図
Claims (1)
- (1)炭素源ガスを含有する原料ガスを励起した後、基
板に接触させて、基板上にダイヤモンド状炭素を堆積さ
せ、以後、得られた堆積物を一旦冷却してから、さらに
この堆積物と原料ガスとを接触させてダイヤモンド状炭
素を堆積させる操作を1回以上行なうことを特徴とする
ダイヤモンド状炭素の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62111604A JPS63277763A (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | ダイヤモンド状炭素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62111604A JPS63277763A (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | ダイヤモンド状炭素の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63277763A true JPS63277763A (ja) | 1988-11-15 |
Family
ID=14565557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62111604A Pending JPS63277763A (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | ダイヤモンド状炭素の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63277763A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013063539A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Taiyo Kagaku Kogyo Kk | 非晶質炭素膜積層部材及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-05-07 JP JP62111604A patent/JPS63277763A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013063539A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Taiyo Kagaku Kogyo Kk | 非晶質炭素膜積層部材及びその製造方法 |
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