JPS634068A - ダイヤモンド状カ−ボン膜 - Google Patents
ダイヤモンド状カ−ボン膜Info
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- JPS634068A JPS634068A JP61147514A JP14751486A JPS634068A JP S634068 A JPS634068 A JP S634068A JP 61147514 A JP61147514 A JP 61147514A JP 14751486 A JP14751486 A JP 14751486A JP S634068 A JPS634068 A JP S634068A
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- carbon film
- diamondlike carbon
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- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- 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、気相から室温の基板上に析出させることので
きる高熱伝導性ダイヤモンド状カーボン膜に関する。
きる高熱伝導性ダイヤモンド状カーボン膜に関する。
（従来の技術と発明が解決しようとする問題点）気相か
らのダイヤモンドないしはダイヤモンド状カーボン膜の
合成方法として、約２０００℃に加熱したフィラメント
を触媒とする方法、放電（直流、高周波、マイクロ波等
）を利用した方法、イオンビーム法、スパッタ法等が知
られている。これらの方法の多くは、基板を約８（１０
’ｃに加熱しなければならない欠点を有している。また
結晶ダイヤモンド粒子の密集化によって膜状にするには
、長時間かかり、その表面も荒い欠点を有している。
らのダイヤモンドないしはダイヤモンド状カーボン膜の
合成方法として、約２０００℃に加熱したフィラメント
を触媒とする方法、放電（直流、高周波、マイクロ波等
）を利用した方法、イオンビーム法、スパッタ法等が知
られている。これらの方法の多くは、基板を約８（１０
’ｃに加熱しなければならない欠点を有している。また
結晶ダイヤモンド粒子の密集化によって膜状にするには
、長時間かかり、その表面も荒い欠点を有している。
室温付近でダイヤモンド状カーボン膜を合成した例とし
て、１９８０年発行のジャーナル・オブ・ノンクリスタ
リン・ソリッズ誌（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃ
ｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ５ｏｌｉｄｓ）第３５＆ ３６
巻第４３５ページ記載の論文でガラスないしはモリブデ
ンをガラス上の蒸着したものを基板に用い、アセナレン
を直流グロー放電により分解し、硬質カーボン膜を合成
したことを報告している。しかしながら、熱伝導性につ
いては述べられていない。また、従来の報告では、水素
含有率と熱伝導性の関係を明らかにしたものはなく、水
素含有量は制御されていない。
て、１９８０年発行のジャーナル・オブ・ノンクリスタ
リン・ソリッズ誌（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃ
ｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ５ｏｌｉｄｓ）第３５＆ ３６
巻第４３５ページ記載の論文でガラスないしはモリブデ
ンをガラス上の蒸着したものを基板に用い、アセナレン
を直流グロー放電により分解し、硬質カーボン膜を合成
したことを報告している。しかしながら、熱伝導性につ
いては述べられていない。また、従来の報告では、水素
含有率と熱伝導性の関係を明らかにしたものはなく、水
素含有量は制御されていない。
ところで近年のエレクトロニクス技術の進歩は極めて著
るしいものがあり、高硬度で高絶縁性かつ高熱伝導性材
料が種々の分野例えば磁気記録媒体表面コーティング、
磁気ヘッドの表面コーティング、ＩＣやＬＳＩなどの電
子デバイスの表面保護膜や多層配線層間絶縁膜などの用
途のために、必要とされている。従来の炭素膜は抵抗が
低かったり、高抵抗であっても硬度が１０００ｋｇ／＋
ｗｍ２以下と小さかったり、熱伝導度は１０ｆ１ｗ／ｗ
−に以下と小さかったり、成膜温度が約５００℃以下で
は性能の優れた膜が製作できないという種々の欠点を有
していた。
るしいものがあり、高硬度で高絶縁性かつ高熱伝導性材
料が種々の分野例えば磁気記録媒体表面コーティング、
磁気ヘッドの表面コーティング、ＩＣやＬＳＩなどの電
子デバイスの表面保護膜や多層配線層間絶縁膜などの用
途のために、必要とされている。従来の炭素膜は抵抗が
低かったり、高抵抗であっても硬度が１０００ｋｇ／＋
ｗｍ２以下と小さかったり、熱伝導度は１０ｆ１ｗ／ｗ
−に以下と小さかったり、成膜温度が約５００℃以下で
は性能の優れた膜が製作できないという種々の欠点を有
していた。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめて
、室温で合成できる高熱伝導性ダイヤモンド状カーボン
膜を提供することにある。
、室温で合成できる高熱伝導性ダイヤモンド状カーボン
膜を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明によれば、水素含有量を２０原子％〜３０原子％
とすることによって、高熱伝導性ダイヤモンド状カーボ
ン膜が得られる。
とすることによって、高熱伝導性ダイヤモンド状カーボ
ン膜が得られる。
気相からのダイヤモンドないし非晶質のダイヤモンド状
カーボンの合成過程では、熱力学的に準安定な相を安定
化せしめる人工的操作を要求される。特に室温付近での
合成の場合、内部エネルギーの高いプラズマを利用した
り、イオンを加速して基板に衝突させる等の工夫が必要
となる。更に非晶質状態でダイヤモンドの特性を得よう
とする場合には、カーボン膜中に炭素と水素の結合を積
極的に利用する方法がとられる。本発明者らは、よりダ
イヤモンドに近い性質を得るために製造条件を種々検討
した結果、水素含有量に最適の値が存在することを見出
し本発明に到った。水素の役割としては、ダイヤモンド
状カーボンを安定化せしめるのみでなく、存在するダン
グリングボンドを補償することによって、フォノンの散
乱を防止し、熱伝導率を増加するものと考えられる。
カーボンの合成過程では、熱力学的に準安定な相を安定
化せしめる人工的操作を要求される。特に室温付近での
合成の場合、内部エネルギーの高いプラズマを利用した
り、イオンを加速して基板に衝突させる等の工夫が必要
となる。更に非晶質状態でダイヤモンドの特性を得よう
とする場合には、カーボン膜中に炭素と水素の結合を積
極的に利用する方法がとられる。本発明者らは、よりダ
イヤモンドに近い性質を得るために製造条件を種々検討
した結果、水素含有量に最適の値が存在することを見出
し本発明に到った。水素の役割としては、ダイヤモンド
状カーボンを安定化せしめるのみでなく、存在するダン
グリングボンドを補償することによって、フォノンの散
乱を防止し、熱伝導率を増加するものと考えられる。
（実施例１）
反応ガスとして、水素とメタンの混合ガスを用い、第１
図の直流グロー放電装置を用い、室温のシリコン基板状
に２ミクロンのダイヤモンド状カーボン膜を合成した。
図の直流グロー放電装置を用い、室温のシリコン基板状
に２ミクロンのダイヤモンド状カーボン膜を合成した。
第１図で１はアノード、２はカソード、３は直流電源、
４は基板である９水素含有量は、圧力を変えることによ
っても制御できるが、この実験では、全圧を２トールと
一定に保ちメタンと水素の混合比を変えて水素含有量を
制御している。第２図に合成したダイヤモンド状カーボ
ン膜の熱伝導率の水素の含有量との関係を示す。第２図
より、水素含有量が２０〜３０原子パーセントの時熱伝
導率が大きく、最大で銅と同程度まで上昇していること
が判明した。この条件での特性は、析出速度が毎分１０
０オングストローム、電気抵抗は、１０１３Ω・ｃｍと
高絶縁性で、酸・アルカリに耐して不活性であり、硬度
も約３０００ビツカース硬度と硬い膜である。更に膜表
面は、非常に平滑で鏡面状悪でくもりのない良好なもの
であった。
４は基板である９水素含有量は、圧力を変えることによ
っても制御できるが、この実験では、全圧を２トールと
一定に保ちメタンと水素の混合比を変えて水素含有量を
制御している。第２図に合成したダイヤモンド状カーボ
ン膜の熱伝導率の水素の含有量との関係を示す。第２図
より、水素含有量が２０〜３０原子パーセントの時熱伝
導率が大きく、最大で銅と同程度まで上昇していること
が判明した。この条件での特性は、析出速度が毎分１０
０オングストローム、電気抵抗は、１０１３Ω・ｃｍと
高絶縁性で、酸・アルカリに耐して不活性であり、硬度
も約３０００ビツカース硬度と硬い膜である。更に膜表
面は、非常に平滑で鏡面状悪でくもりのない良好なもの
であった。
（実施例２）
第３図に示す直流グロー放電装置を用い、実施例１と同
じ条件でダイヤモンド状カーボン膜を合成し、熱伝導率
を評価した所、実施例１と同様な傾向を得た。ただし、
この膜の硬度は約１００００ビツカース硬度とほぼダイ
ヤモンド相当の値を示すので、熱伝導率も最大で６ＤＤ
ｙ／ ｍ −ｋとダイヤモンドに近い値が得られた。
じ条件でダイヤモンド状カーボン膜を合成し、熱伝導率
を評価した所、実施例１と同様な傾向を得た。ただし、
この膜の硬度は約１００００ビツカース硬度とほぼダイ
ヤモンド相当の値を示すので、熱伝導率も最大で６ＤＤ
ｙ／ ｍ −ｋとダイヤモンドに近い値が得られた。
なお実施例１，２において水素量の定量分析は、カーボ
ン原子数をラザフオード・バックスキャツタリング法で
、水素原子をプロトン・リコイル・デイテクション法で
分析し、カーボン原子に対する水素原子比で求めた。更
に、赤外吸収スペクｌ〜ルに現われる２９００ｃｍ−’
当りのＣ−）１伸縮モードによるピークの積分強度より
、水素量をｉ認した。
ン原子数をラザフオード・バックスキャツタリング法で
、水素原子をプロトン・リコイル・デイテクション法で
分析し、カーボン原子に対する水素原子比で求めた。更
に、赤外吸収スペクｌ〜ルに現われる２９００ｃｍ−’
当りのＣ−）１伸縮モードによるピークの積分強度より
、水素量をｉ認した。
（発明の効果）
本発明により、高熱伝導性ダイヤモンド状カーボン膜を
室温の基板に析出させることができる。
室温の基板に析出させることができる。
水素含有量が２０原子パーセント以下かないしは３０原
子パーセント以上のカーボン膜では非常に低い熱伝導性
を示し、本発明の効果は非常に大きい。
子パーセント以上のカーボン膜では非常に低い熱伝導性
を示し、本発明の効果は非常に大きい。
更に、水素を含有しないアモルファスカーボン膜に比べ
ると２桁大きい。
ると２桁大きい。
第１図及び第３図は、本発明の方法に直接使用する装置
の概略図。第２図は、ダイヤモンド状カーボン膜の熱伝
導率と水素の含有量の関係を示す図。 図において、１はアノード、２はカソード、３第１図 第２図 水素量（原子％） 第３図 ５スクリーンメッシュ
の概略図。第２図は、ダイヤモンド状カーボン膜の熱伝
導率と水素の含有量の関係を示す図。 図において、１はアノード、２はカソード、３第１図 第２図 水素量（原子％） 第３図 ５スクリーンメッシュ
Claims (1)
- （１）水素含有量が２０原子パーセント以上３０原子パ
ーセント以下であることを特徴とするダイヤモンド状カ
ーボン膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61147514A JPS634068A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | ダイヤモンド状カ−ボン膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61147514A JPS634068A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | ダイヤモンド状カ−ボン膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS634068A true JPS634068A (ja) | 1988-01-09 |
| JPH0558068B2 JPH0558068B2 (ja) | 1993-08-25 |
Family
ID=15432060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61147514A Granted JPS634068A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | ダイヤモンド状カ−ボン膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS634068A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02223451A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-09-05 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録ヘッド |
| WO2000071780A1 (fr) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Mitsubishi Shoji Plastics Corporation | Film dlc, contenant en plastique recouvert de dlc, et procede et appareil de fabrication de contenant en plastique recouvert de dlc |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842472A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | サ−マルヘツド |
| JPS5842473A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | サ−マルヘツド作製方法 |
| JPS60157725A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 磁気記憶媒体 |
| JPS60195092A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-03 | Tdk Corp | カ−ボン系薄膜の製造方法および装置 |
-
1986
- 1986-06-23 JP JP61147514A patent/JPS634068A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842472A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | サ−マルヘツド |
| JPS5842473A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | サ−マルヘツド作製方法 |
| JPS60157725A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 磁気記憶媒体 |
| JPS60195092A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-03 | Tdk Corp | カ−ボン系薄膜の製造方法および装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02223451A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-09-05 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録ヘッド |
| WO2000071780A1 (fr) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Mitsubishi Shoji Plastics Corporation | Film dlc, contenant en plastique recouvert de dlc, et procede et appareil de fabrication de contenant en plastique recouvert de dlc |
| US7166336B1 (en) | 1999-05-19 | 2007-01-23 | Mitsubishi Shoji Plastics Corporation | DLC film, DLC-coated plastic container, and method and apparatus for manufacturing DLC-coated plastic container |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0558068B2 (ja) | 1993-08-25 |
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