JPS6389665A - ダイヤモンド状炭素膜の合成法 - Google Patents
ダイヤモンド状炭素膜の合成法Info
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- JPS6389665A JPS6389665A JP23112586A JP23112586A JPS6389665A JP S6389665 A JPS6389665 A JP S6389665A JP 23112586 A JP23112586 A JP 23112586A JP 23112586 A JP23112586 A JP 23112586A JP S6389665 A JPS6389665 A JP S6389665A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ダイヤモンド状炭素膜の合成法に関するもの
である。
である。
［従来の技術］
従来、ダイヤモンド状炭素膜を合成する場合、原料とし
ては、 １、 ＣＨａ、 Ｃ２Ｈ６，Ｃ２Ｈ２，Ｃ２Ｈａ等脂肪
族飽和及び不飽和炭化水素、 ２、ベンゼン、テトラリン等の不飽和炭化水素、３、グ
ラファイト、ダイヤモンド粉末 等が使われている。
ては、 １、 ＣＨａ、 Ｃ２Ｈ６，Ｃ２Ｈ２，Ｃ２Ｈａ等脂肪
族飽和及び不飽和炭化水素、 ２、ベンゼン、テトラリン等の不飽和炭化水素、３、グ
ラファイト、ダイヤモンド粉末 等が使われている。
［発明が解決しようとする問題点］
現在、低温、低圧下でのダイヤモンド状薄膜の生成機構
については、そのほとんどが明らかにされていないが、
メチルカチオンまたはメチルラジカルがダイヤモンド格
子を組むのに重要な役割を果している事が示唆されてい
る。しかし、プラズマＣＶＤ法、イオンビーム法、熱Ｃ
ＶＤ法等で上記のガスヲ用いて選択的にメチルカチオン
のみを生成する事は困難であった。
については、そのほとんどが明らかにされていないが、
メチルカチオンまたはメチルラジカルがダイヤモンド格
子を組むのに重要な役割を果している事が示唆されてい
る。しかし、プラズマＣＶＤ法、イオンビーム法、熱Ｃ
ＶＤ法等で上記のガスヲ用いて選択的にメチルカチオン
のみを生成する事は困難であった。
本発明は、上記従来技術の欠点を除去し、メチルカチオ
ンやメチルラジカルを選択的に生成することが可能なダ
イヤモンド状薄膜の合成法を提供することを目的とする
ものである。
ンやメチルラジカルを選択的に生成することが可能なダ
イヤモンド状薄膜の合成法を提供することを目的とする
ものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明において、上記問題点を解決するために創案され
た合成法は、メチル基を有する原料に、当該原料の金属
−炭素結合の解離エネルギーに対応するエネルギーを付
与して炭素膜を形成するようにしたことを特徴とするも
のである。
た合成法は、メチル基を有する原料に、当該原料の金属
−炭素結合の解離エネルギーに対応するエネルギーを付
与して炭素膜を形成するようにしたことを特徴とするも
のである。
本発明において、メチル基を有する原料としては、３つ
のメチル基を有する３価の元素のトリメチル化合物、あ
るいは４つのメチル基を有する４価の元素のテトラメチ
ル化合物等を用いることができる。
のメチル基を有する３価の元素のトリメチル化合物、あ
るいは４つのメチル基を有する４価の元素のテトラメチ
ル化合物等を用いることができる。
また、これらの原料を分解するためのエネルギー源とし
ては、紫外線、レーザー、プラズマ発光等、紫外可視部
の励起源が用いられ、反応室外部に設置された光源から
、石英ガラスの窓を通じて、または反応室内部に設置さ
れた光源から照射される。
ては、紫外線、レーザー、プラズマ発光等、紫外可視部
の励起源が用いられ、反応室外部に設置された光源から
、石英ガラスの窓を通じて、または反応室内部に設置さ
れた光源から照射される。
［作 用］
３価の元素（Ｍ）のトリメチル化合物を原料とし、これ
らの化合物中の金属−炭素結合を分解するのに必要なエ
ネルギーを有する光を照射することによって、３価元素
と炭素間の結合は選択的に切り離される。下記表−１は
、３価の元素のトリメチル化合物における金属−炭素間
の平均解離エネルギーを示したものである。
らの化合物中の金属−炭素結合を分解するのに必要なエ
ネルギーを有する光を照射することによって、３価元素
と炭素間の結合は選択的に切り離される。下記表−１は
、３価の元素のトリメチル化合物における金属−炭素間
の平均解離エネルギーを示したものである。
表−１
表より明らかなように、解離エネルギーはいずれも１０
０〜４００Ｋｊ／ｍｏｊ）の間である。一方、ＣＨａの
ＣＨの解離エネルギーは４１ＱＫｊ／ｍｏｆ テある。
０〜４００Ｋｊ／ｍｏｊ）の間である。一方、ＣＨａの
ＣＨの解離エネルギーは４１ＱＫｊ／ｍｏｆ テある。
したがって、 ４００Ｋｊ／ｓｏｉ’以下のエネルギー
の光を照射すれば、メチルラジカル、メチルカチオンを
選択的に生成する事が可能となる。
の光を照射すれば、メチルラジカル、メチルカチオンを
選択的に生成する事が可能となる。
また、４価の元素のテトラメチル化合物を原料とした場
合も同様であり、光の照射によって４価元素と炭素間の
結合は選択的に切り離される。下記表−２に４価のテト
ラメチル化合物における金属−炭素間の平均解離エネル
ギーを示す、この場合、解離エネルギーはいずれも１０
０〜３００Ｋｊ／ｒａｏｌ！の間であるため、３００Ｋ
ｊ／ｍｏｉ’以下のエネルギーの光を照射することによ
って、メチルラジカル、メチルカチオンが選択的に生成
される。
合も同様であり、光の照射によって４価元素と炭素間の
結合は選択的に切り離される。下記表−２に４価のテト
ラメチル化合物における金属−炭素間の平均解離エネル
ギーを示す、この場合、解離エネルギーはいずれも１０
０〜３００Ｋｊ／ｒａｏｌ！の間であるため、３００Ｋ
ｊ／ｍｏｉ’以下のエネルギーの光を照射することによ
って、メチルラジカル、メチルカチオンが選択的に生成
される。
表−２
［実施例］
第１図は、本発明を実施するための反応装置の説明図で
ある０図において、反応室ｌ内には３つの基板２ａ、２
ｂ、２ｃがコの字型に配置されている。この基板はダイ
ヤモンド状炭素膜を堆積させるためのもので、外部に設
けられた直流電源５と接続されている。３つの基板２ａ
、２ｂ、２ｅへの電圧のかけ方は、幾つかの組合せがあ
り、第１図では３つの基板が負電位になる例を示してい
る０反応室ｌの上部には、例えば石英ガラス等から成る
励起用光源導入窓３が設けられ、外部レーザー源（図示
せず）からの光はこの窓３を通って内部に照射される０
反応室ｌの一側面には、供給管５が接続されていて、原
料ガスが供給されるようになっている。また、反応室１
の底部には排気管６が接続されていて、外部に設けられ
た真空ポンプ（図示せず〕により、内部の余剰ガスや反
応ガス等は直に外部に排出されるようになっている。
ある０図において、反応室ｌ内には３つの基板２ａ、２
ｂ、２ｃがコの字型に配置されている。この基板はダイ
ヤモンド状炭素膜を堆積させるためのもので、外部に設
けられた直流電源５と接続されている。３つの基板２ａ
、２ｂ、２ｅへの電圧のかけ方は、幾つかの組合せがあ
り、第１図では３つの基板が負電位になる例を示してい
る０反応室ｌの上部には、例えば石英ガラス等から成る
励起用光源導入窓３が設けられ、外部レーザー源（図示
せず）からの光はこの窓３を通って内部に照射される０
反応室ｌの一側面には、供給管５が接続されていて、原
料ガスが供給されるようになっている。また、反応室１
の底部には排気管６が接続されていて、外部に設けられ
た真空ポンプ（図示せず〕により、内部の余剰ガスや反
応ガス等は直に外部に排出されるようになっている。
上記装置において、供給管５から３価の元素のトリメチ
ル化合物としてトリメチルビスマスあるいはトリメチル
アンチモンを導入し、窓３を介してＹＡＧ （イツト
リウム、アルミニウム、ガリウム）レーザーの倍波５３
００Ａを照射した。なお、この時のレーザー出力は５Ｗ
、圧力は１０ｉ丁ｏｒｒであった。基板２ａ 、２ｂ
２ｃでの基板温度は、順に８００℃、５００℃、室温と
した。このうち、基板２ｃは基板２ａの熱の影響を避け
るため水冷とした。また、電圧は３つの基板ともすべて
−ＩＫＶとした。３種類の基板に堆積した膜の特性を下
記表−３に示す。
ル化合物としてトリメチルビスマスあるいはトリメチル
アンチモンを導入し、窓３を介してＹＡＧ （イツト
リウム、アルミニウム、ガリウム）レーザーの倍波５３
００Ａを照射した。なお、この時のレーザー出力は５Ｗ
、圧力は１０ｉ丁ｏｒｒであった。基板２ａ 、２ｂ
２ｃでの基板温度は、順に８００℃、５００℃、室温と
した。このうち、基板２ｃは基板２ａの熱の影響を避け
るため水冷とした。また、電圧は３つの基板ともすべて
−ＩＫＶとした。３種類の基板に堆積した膜の特性を下
記表−３に示す。
表−３
実験の結果、基板２ａ上の堆積膜は、ラマンスペクトル
にダイヤモンドの存在を示す１３３２ｃ＋ｅ−１のピー
クが鋭く表われた。また、２ｂはこのピークと共に１５
８０ｃｍ−１のｉ−カーボンのピークも観測された。こ
れに対し、２Ｃ膜には１３３２ｃ＋ｓ−１のダイヤモン
ドのピークは観測されなかった。
にダイヤモンドの存在を示す１３３２ｃ＋ｅ−１のピー
クが鋭く表われた。また、２ｂはこのピークと共に１５
８０ｃｍ−１のｉ−カーボンのピークも観測された。こ
れに対し、２Ｃ膜には１３３２ｃ＋ｓ−１のダイヤモン
ドのピークは観測されなかった。
また、他の例として、４価の元素のテトラメチル化合物
としてテトラメチル鉛、及びテトラメチル錫を反応室１
内に導入し、それぞれを前述の方妖で分解したところ、
同様に硬質のダイヤモンド状炭素膜を生成することがで
きた。
としてテトラメチル鉛、及びテトラメチル錫を反応室１
内に導入し、それぞれを前述の方妖で分解したところ、
同様に硬質のダイヤモンド状炭素膜を生成することがで
きた。
［発明の効果］
以上説明したように１本発明によれば、−分子の中の結
合エネルギーの差を利用して光によって選択的に金属−
炭素結合を切る事により、メチルラジカル、メチルカチ
オンを生成する事ができ。
合エネルギーの差を利用して光によって選択的に金属−
炭素結合を切る事により、メチルラジカル、メチルカチ
オンを生成する事ができ。
ダイヤモンド状炭素膜を合成する事ができる。
第１図は本発明を実施するための反応装置の説明図であ
る。 １・・・反応室、 ２ａ、２ｂ、２ｃ・・・ダイヤモンド膜用基板、３・・
・励起用光源導入窓、５・・・電源。
る。 １・・・反応室、 ２ａ、２ｂ、２ｃ・・・ダイヤモンド膜用基板、３・・
・励起用光源導入窓、５・・・電源。
Claims (1)
- １）メチル基を有する原料に、当該原料の金属−炭素
結合解離エネルギーに対応するエネルギーを付与してダ
イヤモンド状炭素膜を形成することを特徴とするダイヤ
モンド状炭素膜の合成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23112586A JPS6389665A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | ダイヤモンド状炭素膜の合成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23112586A JPS6389665A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | ダイヤモンド状炭素膜の合成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389665A true JPS6389665A (ja) | 1988-04-20 |
Family
ID=16918674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23112586A Pending JPS6389665A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | ダイヤモンド状炭素膜の合成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6389665A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06252071A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-09-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| EP0705915A1 (en) * | 1994-10-03 | 1996-04-10 | Motorola, Inc. | Electron emissive film |
| US7264850B1 (en) | 1992-12-28 | 2007-09-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Process for treating a substrate with a plasma |
-
1986
- 1986-10-01 JP JP23112586A patent/JPS6389665A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06252071A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-09-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US7264850B1 (en) | 1992-12-28 | 2007-09-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Process for treating a substrate with a plasma |
| EP0705915A1 (en) * | 1994-10-03 | 1996-04-10 | Motorola, Inc. | Electron emissive film |
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