JPS6358798B2 - - Google Patents
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- JPS6358798B2 JPS6358798B2 JP59024863A JP2486384A JPS6358798B2 JP S6358798 B2 JPS6358798 B2 JP S6358798B2 JP 59024863 A JP59024863 A JP 59024863A JP 2486384 A JP2486384 A JP 2486384A JP S6358798 B2 JPS6358798 B2 JP S6358798B2
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- JP
- Japan
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- substrate
- reaction vessel
- diamond
- torr
- artificial diamond
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Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
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Classifications
-
- 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
- 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
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は速い蒸着速度で人工ダイヤモンドを
蒸着生成する方法に関するものである。
蒸着生成する方法に関するものである。
従来、人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法と
しては、 (a) 高周波によるプラズマ放電を利用する方法
（例えば特開昭58−135117号公報参照）、 (b) 熱電子放射体を利用する方法（例えば特開昭
58−91100号公報参照）、 (c) マイクロ波によるプラズマ放電を利用する方
法（例えば特開昭58−110494号公報参照）、 などの方法が知られている。
しては、 (a) 高周波によるプラズマ放電を利用する方法
（例えば特開昭58−135117号公報参照）、 (b) 熱電子放射体を利用する方法（例えば特開昭
58−91100号公報参照）、 (c) マイクロ波によるプラズマ放電を利用する方
法（例えば特開昭58−110494号公報参照）、 などの方法が知られている。
この発明は、上記の従来人工ダイヤモンドの蒸
着生成方法に比して一段と速い蒸着速度で人工ダ
イヤモンドを生成する新規な方法を提供するもの
で、圧力：0.1〜300torrの水素雰囲気中で、炭素
電極間にアーク放電を発生させ、このアーク放電
によつて生成した炭素質を500〜1200℃の温度に
加熱した基体表面に蒸着させて人工ダイヤモンド
を生成する方法に特徴を有するものである。
着生成方法に比して一段と速い蒸着速度で人工ダ
イヤモンドを生成する新規な方法を提供するもの
で、圧力：0.1〜300torrの水素雰囲気中で、炭素
電極間にアーク放電を発生させ、このアーク放電
によつて生成した炭素質を500〜1200℃の温度に
加熱した基体表面に蒸着させて人工ダイヤモンド
を生成する方法に特徴を有するものである。
この発明の方法において、水素雰囲気圧力を
0.1〜300torrに限定したのは、その圧力が0.1torr
未満では基体上にグラフアイト相が析出するのを
避けることができず、一方、その圧力が300torr
を越えると、ダイヤモンドの蒸着生成速度が急激
に低下するようになるという理由からであり、ま
た基体温度を500〜1200℃に限定したのは、基体
温度が500℃未満でも、1200℃を越えてもグラフ
アイト相が析出するようになり、かつ1200℃を越
えた場合にはさらにアモルフアス相の析出も見ら
れ、完全なダイヤモンドを生成することができな
いという理由にもとづくものである。
0.1〜300torrに限定したのは、その圧力が0.1torr
未満では基体上にグラフアイト相が析出するのを
避けることができず、一方、その圧力が300torr
を越えると、ダイヤモンドの蒸着生成速度が急激
に低下するようになるという理由からであり、ま
た基体温度を500〜1200℃に限定したのは、基体
温度が500℃未満でも、1200℃を越えてもグラフ
アイト相が析出するようになり、かつ1200℃を越
えた場合にはさらにアモルフアス相の析出も見ら
れ、完全なダイヤモンドを生成することができな
いという理由にもとづくものである。
つぎに、この発明の方法を実施例により図面を
参照しながら具体的に説明する。
参照しながら具体的に説明する。
実施例 １
実施に際して、第１図に概略断面図で示される
装置を使用した。この実施装置は、図示されるよ
うに、一方側側壁に水素ガス導入口２を有し、他
方側側壁には排気口３を有する石英製反応容器１
内の中央部には、台板上に支持されたMo製の板
状基体４が装着され、また、この反応容器１の水
素ガス導入口２側の周壁を通して上下２方向から
直径：10mmの２本の炭素電極５，５が挿着され、
この炭素電極５，５は相互にスライド可能で、そ
れぞれの先端部が接触可能に取付けられており、
さらに前記反応容器１における基体装着部の周壁
部分には基体加熱用ヒーター６が周回配置された
構造をもつものである。
装置を使用した。この実施装置は、図示されるよ
うに、一方側側壁に水素ガス導入口２を有し、他
方側側壁には排気口３を有する石英製反応容器１
内の中央部には、台板上に支持されたMo製の板
状基体４が装着され、また、この反応容器１の水
素ガス導入口２側の周壁を通して上下２方向から
直径：10mmの２本の炭素電極５，５が挿着され、
この炭素電極５，５は相互にスライド可能で、そ
れぞれの先端部が接触可能に取付けられており、
さらに前記反応容器１における基体装着部の周壁
部分には基体加熱用ヒーター６が周回配置された
構造をもつものである。
いま、この実施装置を用い、まず、反応容器１
内を排気して１×10-5torrの真空にした後、水素
ガス導入口２から水素を１c.c.／minの割合で流し
て、反応容器１内の雰囲気圧力を0.5torrに保持
し、一方基体４をヒーター６により600℃に加熱
した状態で、炭素電極５，５の先端部同志を接触
させ、これに10Aの電流を流しながら、電極相互
の先端部を離してアーク放電を発生させ、この状
態を４時間持続することにより前記基体４の表面
に人工ダイヤモンドを生成させた。
内を排気して１×10-5torrの真空にした後、水素
ガス導入口２から水素を１c.c.／minの割合で流し
て、反応容器１内の雰囲気圧力を0.5torrに保持
し、一方基体４をヒーター６により600℃に加熱
した状態で、炭素電極５，５の先端部同志を接触
させ、これに10Aの電流を流しながら、電極相互
の先端部を離してアーク放電を発生させ、この状
態を４時間持続することにより前記基体４の表面
に人工ダイヤモンドを生成させた。
この結果、基体表面には層厚：4μmの人工ダイ
ヤモンドが形成されたが、この場合のダイヤモン
ド生成速度は、上記の従来人工ダイヤモンド生成
方法における同規模の装置を用いた場合に比し
て、層厚で約２倍の速さであつた。
ヤモンドが形成されたが、この場合のダイヤモン
ド生成速度は、上記の従来人工ダイヤモンド生成
方法における同規模の装置を用いた場合に比し
て、層厚で約２倍の速さであつた。
また、この結果得られた人工ダイヤモンドは、
天然ダイヤモンドと同等のマイクロビツカース硬
さで7000以上の硬さを示し、かつＸ線回折でもダ
イヤモンドであることが確認された。
天然ダイヤモンドと同等のマイクロビツカース硬
さで7000以上の硬さを示し、かつＸ線回折でもダ
イヤモンドであることが確認された。
実施例 ２
実施に際して、第２図に概略断面図で示される
装置を使用した。この実施装置は、図示されるよ
うに、一方側側壁に水素ガス導入口２を有し、他
方側側壁に排気口３を有する石英製反応容器１内
の中央部に、ヒーター６を内蔵した台板によつて
支持された状態で超硬合金（Co：10重量％、
WC：残り）製板状基体４が装着されており、ま
た、この反応容器１の水素ガス導入口側には、反
応容器１の外径よりも大きい外径を有し、かつ中
心部には直径：20mmφの中心孔を有する円板状の
固定炭素電極５ｂが反応容器１と同心に装着さ
れ、さらに、反応容器１の前記一方側側壁の中心
部には、先端に外径：24mmφ×厚さ：10mmのフラ
ンジ部を有する可動炭素電極５ａが同じく反応容
器１と同心に貫通装着された構造を有し、したが
つて、固定炭素電極５ｂの中心孔寄り部分と、可
動炭素電極５ａの外周寄り部分とが４mm幅に亘つ
て接触するようになつている。
装置を使用した。この実施装置は、図示されるよ
うに、一方側側壁に水素ガス導入口２を有し、他
方側側壁に排気口３を有する石英製反応容器１内
の中央部に、ヒーター６を内蔵した台板によつて
支持された状態で超硬合金（Co：10重量％、
WC：残り）製板状基体４が装着されており、ま
た、この反応容器１の水素ガス導入口側には、反
応容器１の外径よりも大きい外径を有し、かつ中
心部には直径：20mmφの中心孔を有する円板状の
固定炭素電極５ｂが反応容器１と同心に装着さ
れ、さらに、反応容器１の前記一方側側壁の中心
部には、先端に外径：24mmφ×厚さ：10mmのフラ
ンジ部を有する可動炭素電極５ａが同じく反応容
器１と同心に貫通装着された構造を有し、したが
つて、固定炭素電極５ｂの中心孔寄り部分と、可
動炭素電極５ａの外周寄り部分とが４mm幅に亘つ
て接触するようになつている。
上記の構造の実施装置を用い、まず、反応容器
１内を排気して１×10-5torrの真空とした後、水
素ガス導入口２から水素を100c.c.／minの割合で
流して、反応容器１内の雰囲気圧力を100torrに
保持し、一方基体４をヒーター６により800℃の
温度に加熱した状態で、可動炭素電極５ａを固定
炭素電極５ｂに接触させ、これに50Aの電流を流
しながら、可動炭素電極５ａを固定炭素電極５ｂ
から離してアーク放電を起させ、この状態を１時
間保持することにより前記基体４の表面に人工ダ
イヤモンドを生成させた。
１内を排気して１×10-5torrの真空とした後、水
素ガス導入口２から水素を100c.c.／minの割合で
流して、反応容器１内の雰囲気圧力を100torrに
保持し、一方基体４をヒーター６により800℃の
温度に加熱した状態で、可動炭素電極５ａを固定
炭素電極５ｂに接触させ、これに50Aの電流を流
しながら、可動炭素電極５ａを固定炭素電極５ｂ
から離してアーク放電を起させ、この状態を１時
間保持することにより前記基体４の表面に人工ダ
イヤモンドを生成させた。
この結果、基体表面には層厚：2μmの人工ダイ
ヤモンドが形成されたが、この場合も上記の従来
人工ダイヤモンド生成方法による同規模の装置を
用いた場合に比して、層厚で約４倍の速い生成速
度を示した。
ヤモンドが形成されたが、この場合も上記の従来
人工ダイヤモンド生成方法による同規模の装置を
用いた場合に比して、層厚で約４倍の速い生成速
度を示した。
また、この結果得られた人工ダイヤモンドも、
マイクロビツカース硬さで7000以上を示し、かつ
Ｘ線回折でも天然ダイヤモンドと同じ波形を示し
た。
マイクロビツカース硬さで7000以上を示し、かつ
Ｘ線回折でも天然ダイヤモンドと同じ波形を示し
た。
上述のように、この発明の方法によれば、人工
ダイヤモンドを従来人工ダイヤモンド生成方法に
比して一段と速い蒸着速度で生成することができ
るのである。
ダイヤモンドを従来人工ダイヤモンド生成方法に
比して一段と速い蒸着速度で生成することができ
るのである。
第１図および第２図はこの発明の実施装置を示
す概略断面図である。図面において、 １……反応容器、２……水素ガス導入口、３…
…排気口、４……基体、５，５ａ，５ｂ……炭素
電極、６……ヒーター。
す概略断面図である。図面において、 １……反応容器、２……水素ガス導入口、３…
…排気口、４……基体、５，５ａ，５ｂ……炭素
電極、６……ヒーター。
Claims (1)
- １ 圧力：0.1〜300torrの水素雰囲気中で、炭素
電極間にアーク放電を発生させ、このアーク放電
によつて生成した炭素質を500〜1200℃の温度に
加熱された基体表面に蒸着させることを特徴とす
る人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024863A JPS60171294A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024863A JPS60171294A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60171294A JPS60171294A (ja) | 1985-09-04 |
| JPS6358798B2 true JPS6358798B2 (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=12150051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59024863A Granted JPS60171294A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60171294A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4647512A (en) * | 1986-03-20 | 1987-03-03 | The Perkin-Elmer Corporation | Diamond-like carbon films and process for production thereof |
| JPS63176399A (ja) * | 1987-01-13 | 1988-07-20 | Nippon Soken Inc | ダイヤモンド膜の製造方法 |
| JPS63210099A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-31 | Nissin Electric Co Ltd | ダイヤモンド膜の作製方法 |
| EP0286306B1 (en) * | 1987-04-03 | 1993-10-06 | Fujitsu Limited | Method and apparatus for vapor deposition of diamond |
| US4961958A (en) * | 1989-06-30 | 1990-10-09 | The Regents Of The Univ. Of Calif. | Process for making diamond, and doped diamond films at low temperature |
| CN113818004A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-21 | 吉林大学 | 一种用于金刚石的生长装置及方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994593A (ja) * | 1972-10-28 | 1974-09-07 |
-
1984
- 1984-02-13 JP JP59024863A patent/JPS60171294A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994593A (ja) * | 1972-10-28 | 1974-09-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60171294A (ja) | 1985-09-04 |
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