JPS63288993A - ダイヤモンドの気相合成法 - Google Patents
ダイヤモンドの気相合成法Info
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- JPS63288993A JPS63288993A JP12299087A JP12299087A JPS63288993A JP S63288993 A JPS63288993 A JP S63288993A JP 12299087 A JP12299087 A JP 12299087A JP 12299087 A JP12299087 A JP 12299087A JP S63288993 A JPS63288993 A JP S63288993A
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Landscapes
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- Chemical Vapour Deposition (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、基板上に純粋なダイヤモンドの薄層を気相合
成する方法に関する。
成する方法に関する。
ダイヤモンドの合成は超高圧装置を用いて炭素から粒状
のものが工業的に実施されているが、最近では気相合成
法が数多く提案され、限定された条件の下では基板上に
ダイヤモンドの薄膜を形成でさることが確認されている
。
のものが工業的に実施されているが、最近では気相合成
法が数多く提案され、限定された条件の下では基板上に
ダイヤモンドの薄膜を形成でさることが確認されている
。
か＼るダイヤモンドの気相合成法は、メタン等の炭化水
素と水素の混合ガスをマイクロ波プラズマ又は紫外レー
ザ光で励起して分解析出させるプラズマＯＶＤ法又は光
ＣＶＤ法と、炭素イオンを直接基板にあてるイオンビー
ム法とに大別すれるが、これらの気相合成法においてど
のような機構でダイヤモンドが生成されるのか明らかと
なっていない。
素と水素の混合ガスをマイクロ波プラズマ又は紫外レー
ザ光で励起して分解析出させるプラズマＯＶＤ法又は光
ＣＶＤ法と、炭素イオンを直接基板にあてるイオンビー
ム法とに大別すれるが、これらの気相合成法においてど
のような機構でダイヤモンドが生成されるのか明らかと
なっていない。
しかし、ＣＶＤ法でもイオンビーム法でも従来提案され
た気相合成法では、合成条件や基板を厳しく限定し管理
しなければ、ダイヤモンドを安定して基板上に形成する
ことがでさない。
た気相合成法では、合成条件や基板を厳しく限定し管理
しなければ、ダイヤモンドを安定して基板上に形成する
ことがでさない。
例えば、原子状に分解した水素のラジカルやイオンがダ
イヤモンドの形成に重要で不可欠であるにも拘らず、光
ＣＶＤ法においては照射する紫外レーザ光を選択するこ
とにより炭化水素の分解は可能で威るが、水素を効率よ
く分解してそのラジカル等を形成することは難しかった
。このため、光ＣＶＤ法で基板上に形成された薄膜は純
粋なダイヤモンドばかりではなく、グラファイトやダイ
ヤモンド状炭素が含有されることが多かった。
イヤモンドの形成に重要で不可欠であるにも拘らず、光
ＣＶＤ法においては照射する紫外レーザ光を選択するこ
とにより炭化水素の分解は可能で威るが、水素を効率よ
く分解してそのラジカル等を形成することは難しかった
。このため、光ＣＶＤ法で基板上に形成された薄膜は純
粋なダイヤモンドばかりではなく、グラファイトやダイ
ヤモンド状炭素が含有されることが多かった。
本発明は、かかる従来の事情に鑑み、紫外レーザ光を用
いた光ＣＶＤ法により基板上に純粋なダイヤモンドの薄
膜を安定して形成でさる気相合成法を提供することを目
的とする。・ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明のダイヤモンドの気相合成法は、炭化水素ガスに
紫外レーザ光を照射しながら、この紫外レーザ光照射領
域に別の場所で励起せしめた水素を供給し、両者を反応
させて基板上にダイヤモンドの薄膜を形成することを特
徴とする。
いた光ＣＶＤ法により基板上に純粋なダイヤモンドの薄
膜を安定して形成でさる気相合成法を提供することを目
的とする。・ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明のダイヤモンドの気相合成法は、炭化水素ガスに
紫外レーザ光を照射しながら、この紫外レーザ光照射領
域に別の場所で励起せしめた水素を供給し、両者を反応
させて基板上にダイヤモンドの薄膜を形成することを特
徴とする。
原料ガスである炭化水素は紫外レーザ光を吸収して分解
するものであればよくζメタン、エタン、エチレン、ア
セチレン等が好ましい。特に、アセチレンはＡｒＦレー
ザの発振する１９３ ｎｍの紫外レーザ光を吸収して分
解しや丁く、又Ｆ レーザの発振する１５７ ｎｍの紫
外レーザ光ではメタン、エタン、エチレン等が分解シゃ
丁い。
するものであればよくζメタン、エタン、エチレン、ア
セチレン等が好ましい。特に、アセチレンはＡｒＦレー
ザの発振する１９３ ｎｍの紫外レーザ光を吸収して分
解しや丁く、又Ｆ レーザの発振する１５７ ｎｍの紫
外レーザ光ではメタン、エタン、エチレン等が分解シゃ
丁い。
水素を励起させて紫外レーザ光照射領域に供給する手段
としては；例えば、 ■水素ガスの供給路の途中に、約２０００ Ｃ以上に加
熱したタングステンやタンタル等の高融点金属のフィラ
メントを配置し、水素ガスを接触させた後に供給する方
法、 ■水素ガスの供給路の途中で、直流電界又は高周波電界
を印加してプラズマを生成させた後、そのま＼供給する
方法、及び ■直流又は高周波電界等によって生成させたプラズマか
ら水素イオンのみを印加１圧で引き出し、イオンビーム
として供給する方法がある。
としては；例えば、 ■水素ガスの供給路の途中に、約２０００ Ｃ以上に加
熱したタングステンやタンタル等の高融点金属のフィラ
メントを配置し、水素ガスを接触させた後に供給する方
法、 ■水素ガスの供給路の途中で、直流電界又は高周波電界
を印加してプラズマを生成させた後、そのま＼供給する
方法、及び ■直流又は高周波電界等によって生成させたプラズマか
ら水素イオンのみを印加１圧で引き出し、イオンビーム
として供給する方法がある。
本発明においては、原料ガスのひとつである炭化水素は
紫外レーザ光の照射により基板付近で分解させるが、も
うひとつの原料ガスである水素は別の場所で紫外レーザ
光以外の手段により効率よく励起させ、ラジカル又はイ
オンとして紫外レーザ光が照射されている基板付近に供
給する。
紫外レーザ光の照射により基板付近で分解させるが、も
うひとつの原料ガスである水素は別の場所で紫外レーザ
光以外の手段により効率よく励起させ、ラジカル又はイ
オンとして紫外レーザ光が照射されている基板付近に供
給する。
従って、水素のラジカルやイオンが炭化水素のラジカル
と反応するのに十分な量で供給されることになり、基板
上に形成された薄膜は純粋なダイヤモンドであって、グ
ラファイトやダイヤモンド状炭素が含まれない。
と反応するのに十分な量で供給されることになり、基板
上に形成された薄膜は純粋なダイヤモンドであって、グ
ラファイトやダイヤモンド状炭素が含まれない。
実施例１
光ＣＶＤ装置内にＭｏ基板を配置し、５０ｍＶｍｉｎで
供給するＨ ガスを２０５００に加熱したタングステン
フィラメントに接触させてから上記装置内に供給した。
供給するＨ ガスを２０５００に加熱したタングステン
フィラメントに接触させてから上記装置内に供給した。
一方、ＣＨガスを１ ｍ／／ｍｉｎにて装置内に供給し
、ＡｒＦによるエキシマレーザから波長１９３ ｎｍ及
びパルス周期１００ Ｈｚの紫外レーザ光を発振させ、
レーザ強度７０ ｍｊ／Ｒルスで装置内の原料ガス中に
照射した。この時の基板温度３５０ Ｃ及び反応圧力４
０ Ｔｏｒｒとして、１時間の処理で基板上に厚さ１．
５μｍの薄膜を得た。この薄膜は電子線回折により純粋
なダイヤモンドであると同定された。
、ＡｒＦによるエキシマレーザから波長１９３ ｎｍ及
びパルス周期１００ Ｈｚの紫外レーザ光を発振させ、
レーザ強度７０ ｍｊ／Ｒルスで装置内の原料ガス中に
照射した。この時の基板温度３５０ Ｃ及び反応圧力４
０ Ｔｏｒｒとして、１時間の処理で基板上に厚さ１．
５μｍの薄膜を得た。この薄膜は電子線回折により純粋
なダイヤモンドであると同定された。
他方、タングステンフィラメントを加熱せず、Ｈガスを
そのま＼装置内に供給してＣＨガスと混合した以外、上
記実施例と同様の処理を行なった場合、基板上に形成さ
れた薄膜にはダイヤモンドとグラファイトが混在してい
た。
そのま＼装置内に供給してＣＨガスと混合した以外、上
記実施例と同様の処理を行なった場合、基板上に形成さ
れた薄膜にはダイヤモンドとグラファイトが混在してい
た。
実施例２
光ＣｖＤ装置内にＳ１基板を配置し、４０ ｍＶｍｉｎ
で供給するＨ ガスに出力１００ Ｗで周波数１３．５
６ＭＨｚの高周波電界を印加することによりプラズマを
生成させてから装置内に供給した。一方、ｃＨガスを１
．５ｍｌ／ｍｉｎにて装置内に供給し、ＡｒＦＧこよる
エキシマレーザから波長１９３ ｎｍ及びパルス周期１
００ Ｈｚの紫外レーザ光を発振させ、レーザ強度６０
ｍｊ／ハルスで原料ガス中に照射した。この時の基板温
度３５０ ｔｌ’及び反応圧力２５ Ｔｏｒｒとして、
１時間の処理で基板上に厚さ１．１μｍの薄膜を得た０
この薄膜は電子線回折により純粋なダイヤモンドである
と同定された。
で供給するＨ ガスに出力１００ Ｗで周波数１３．５
６ＭＨｚの高周波電界を印加することによりプラズマを
生成させてから装置内に供給した。一方、ｃＨガスを１
．５ｍｌ／ｍｉｎにて装置内に供給し、ＡｒＦＧこよる
エキシマレーザから波長１９３ ｎｍ及びパルス周期１
００ Ｈｚの紫外レーザ光を発振させ、レーザ強度６０
ｍｊ／ハルスで原料ガス中に照射した。この時の基板温
度３５０ ｔｌ’及び反応圧力２５ Ｔｏｒｒとして、
１時間の処理で基板上に厚さ１．１μｍの薄膜を得た０
この薄膜は電子線回折により純粋なダイヤモンドである
と同定された。
他方、高周波を印加せずに、Ｈガスをそのまま装置内に
供給してＯＨガスと混合した以外、上記実施例と同様の
処理を行なった場合、基板上に形成された薄膜にはダイ
ヤモンドとグラファイトが混在していた。
供給してＯＨガスと混合した以外、上記実施例と同様の
処理を行なった場合、基板上に形成された薄膜にはダイ
ヤモンドとグラファイトが混在していた。
実施例３
光ＯＶＤ装首内に８１基板を配置し、４５ ｍＶｍｉｎ
で供給するＨ ガスを実施例２と同様にしてプラズマを
生成させ、イオン加速重圧０．５ＫＶの熱陰極ＰＩＧ型
によりイオンのみを取り出して装置内に供給した。一方
、ＣＨガスを：２ｍ／／ｍｉｎにて装若向に供給し、Ａ
ｒＦによるエキシマレーザから波長１９３ ｎｍ及びパ
ルス周期１５０ Ｈｚの紫外レーザ光を発振させ、レー
ザ強度８０ ｍｊ／パルスとして原料ガス中に照射した
。この時の基板温度を３００Ｃ及び反応圧力を５ Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒとして、１時間の処理で基板上に厚さ
０．３μｍの薄膜を得た。この薄膜は電子線回折により
純粋なダイヤモンドであると同定された。
で供給するＨ ガスを実施例２と同様にしてプラズマを
生成させ、イオン加速重圧０．５ＫＶの熱陰極ＰＩＧ型
によりイオンのみを取り出して装置内に供給した。一方
、ＣＨガスを：２ｍ／／ｍｉｎにて装若向に供給し、Ａ
ｒＦによるエキシマレーザから波長１９３ ｎｍ及びパ
ルス周期１５０ Ｈｚの紫外レーザ光を発振させ、レー
ザ強度８０ ｍｊ／パルスとして原料ガス中に照射した
。この時の基板温度を３００Ｃ及び反応圧力を５ Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒとして、１時間の処理で基板上に厚さ
０．３μｍの薄膜を得た。この薄膜は電子線回折により
純粋なダイヤモンドであると同定された。
他方、水素イオンビームを照射せずに、Ｈ２ガスをその
ま＼装置内に供給してＣＨガスと混合した以外、上記実
施例と同様の処理を行なった場合、基板上に形成された
薄膜にはダイヤモンドとグラファイトが混在していた。
ま＼装置内に供給してＣＨガスと混合した以外、上記実
施例と同様の処理を行なった場合、基板上に形成された
薄膜にはダイヤモンドとグラファイトが混在していた。
本発明のダイヤモンドの気相合成法によれば、基板上に
純粋なダイヤモンドの薄膜を安定して形成でき、しかも
低温で形成できるので光学部品等に設けるダイヤモンド
薄膜の形成に有効である。
純粋なダイヤモンドの薄膜を安定して形成でき、しかも
低温で形成できるので光学部品等に設けるダイヤモンド
薄膜の形成に有効である。
Claims (1)
- （１）炭化水素ガスに紫外レーザ光を照射しながら、こ
の紫外レーザ光照射領域に別の場所で励起せしめた水素
を供給し、両者を反応させて基板上にダイヤモンドの薄
膜を形成することを特徴とするダイヤモンドの気相合成
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12299087A JPS63288993A (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | ダイヤモンドの気相合成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12299087A JPS63288993A (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | ダイヤモンドの気相合成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63288993A true JPS63288993A (ja) | 1988-11-25 |
Family
ID=14849556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12299087A Pending JPS63288993A (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | ダイヤモンドの気相合成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63288993A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH042693A (ja) * | 1990-04-19 | 1992-01-07 | Japan Steel Works Ltd:The | ダイヤモンドの合成方法 |
| EP0669408A1 (de) * | 1994-02-23 | 1995-08-30 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Diamantschichten |
| EP1663630A1 (en) | 2003-08-26 | 2006-06-07 | INVISTA Technologies S.à.r.l. | Method to make single-layer pet bottles with high barrier and improved clarity |
| USRE42925E1 (en) | 1998-06-11 | 2011-11-15 | Cobarr S.P.A | Polyester resin blends with high-level gas barrier properties |
| CN110408911A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-11-05 | 电子科技大学 | 一种大面积薄膜的可控制备装置及方法 |
-
1987
- 1987-05-20 JP JP12299087A patent/JPS63288993A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH042693A (ja) * | 1990-04-19 | 1992-01-07 | Japan Steel Works Ltd:The | ダイヤモンドの合成方法 |
| EP0669408A1 (de) * | 1994-02-23 | 1995-08-30 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Diamantschichten |
| USRE42925E1 (en) | 1998-06-11 | 2011-11-15 | Cobarr S.P.A | Polyester resin blends with high-level gas barrier properties |
| EP1663630A1 (en) | 2003-08-26 | 2006-06-07 | INVISTA Technologies S.à.r.l. | Method to make single-layer pet bottles with high barrier and improved clarity |
| US7919159B2 (en) | 2003-08-26 | 2011-04-05 | Invista North America S.Ar.L. | Method to make single-layer PET bottles with high barrier and improved clarity |
| US7943216B2 (en) | 2003-08-26 | 2011-05-17 | Invista North Americal S.Ar.L. | Method to make single-layer pet bottles with high barrier and improved clarity |
| CN110408911A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-11-05 | 电子科技大学 | 一种大面积薄膜的可控制备装置及方法 |
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