KR101120271B1 - 다이아몬드 단결정 복합 기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 균일한 면 방위를 갖는 복수의 다이아몬드 단결정 기판을 나란히 배치하고, 기상 합성법으로 상기 다이아몬드 단결정 기판 상부에 다이아몬드 단결정을 성장시킴으로써 전면 일체화하여 제작하며, 하나의 다이아몬드 단결정 기판을 제외한 상기 복수의 다이아몬드 단결정 기판 각각의 주면 (main plane)의 {100} 면으로부터의 면 방위 이탈이 1도 미만이고, 상기 제외된 하나의 다이아몬드 단결정 기판의 주면의 {100} 면으로부터의 면 방위 이탈이 1 내지 8도이고, 다이아몬드 단결정 기판을 나란히 배치할 때 상기 하나의 다이아몬드 단결정 기판을 최외곽 외주부에 배치하고, 또한 상기 하나의 기판의 주면에서의 <100> 방향이 배치된 기판의 외곽 외주부를 향하도록 배치하고, 이 후 상기 하나의 다이아몬드 단결정 기판으로부터 성장하는 다이아몬드 단결정이 다른 기판 상에서 성장하는 다이아몬드 단결정을 덮도록 다이아몬드 단결정을 기상 합성법으로 성장시킴으로써 전면 일체화시킨 다이아몬드 단결정 복합 기판에 관한 것이다.

다이아몬드 단결정 복합 기판, 오프-기판, 단결정층, 다결정층, 소경각입계

Description

다이아몬드 단결정 복합 기판 및 그의 제조 방법{Diamond Single Crystal Composite Substrate and Method for Manufacturing the Same}

도 1은 본 발명에서 사용된 다이아몬드 단결정 기판 배치의 개략도.

도 2는 본 발명에서 사용된 다이아몬드 단결정 기판의 개략도.

도 3은 복수의 오프-기판이 배치된, 비교예 1의 기판 배치의 개략도.

도 4는 오프-기판이 중심에 탑재된, 비교예 3의 기판 배치의 개략도.

도 5는 오프-기판의 <100> 방향이 배치된 기판의 중심을 향한, 비교예 4의 기판 배치의 개략도.

도 6은 비교예 1의 단결정 성장 후의 상태에 대한 모식도.

도 7은 비교예 2의 단결정 성장 후의 상태에 대한 모식도.

도 8은 비교예 3의 단결정 성장 후의 상태에 대한 모식도.

도 9는 비교예 4의 단결정 성장 후의 상태에 대한 모식도.

도 10은 비교예 5의 단결정 성장 후의 상태에 대한 모식도.

<부호의 설명>

1.: 주 기판, 2.: 오프-기판

3.: 다이아몬드 단결정 기판의 주 표면에 수직인 축

4.: 오프-기판의 <100> 방향, 5.: 오프각

7.: 주 기판으로부터 성장한 단결정층

8.: 오프-기판으로부터 성장한 단결정층

9.: 소경각입계

10.: 오프-기판 (큰 오프각)으로부터 성장한 단결정층

11.: 오프-기판 (작은 오프각)으로부터 성장한 단결정층

12.: 다결정층

본 발명은 다이아몬드 단결정 복합 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 반도체 재료, 전자 부품 및 광학 부품 등에 이용될 수 있는, 면적이 넓은 고품질의 다이아몬드 단결정 복합 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

다이아몬드는 반도체 재료로서, 높은 열 전도율, 높은 전자/정공 이동도, 높은 절연 파괴 전계, 낮은 유전 손실 및 넓은 밴드 갭 등과 같은, 다른 재료에서는 볼 수 없는 우수한 특성을 다수 구비하고 있다. 특히, 최근에는 상기한 넓은 밴드 갭을 활용한 자외선 발광 소자, 및 우수한 고주파 특성을 갖는 전계 효과 트랜지스터 등이 개발되고 있다.

다이아몬드를 반도체로서 이용하기 위해서는, 다른 반도체 재료의 경우에서처럼 고품질의 단결정 기판이 필요하다. 현재, 주로 고온 고압 합성법에 의해 공 업적으로 얻어지는 다이아몬드 단결정은 천연산 단결정과 비교해도 결정성이 우수하고, 물성상 반도체 기판으로 이용할 수 있으나, 얻어지는 단결정의 크기가 1 cm 정도로 한정된다. 이러한 소형 기판의 경우, Si 등의 미세 가공 등에서 일반적으로 사용되는 스텝퍼 또는 전자빔 노광 등을 이용하는 반도체 웨이퍼 프로세스가 문제가 된다. 소형 기판의 경우, 직경이 수 인치인 웨이퍼를 상정하여 설계된 이러한 가공 장치를 사용하기가 곤란하고, 심지어 소형 기판 전용 가공 장치를 도입하여도 포토-레지스트 도포 공정 등과 같은 주변 공정의 곤란점이 해결되지 않는다.

따라서, 예를 들면 실질적으로 동일한 결정 방위를 갖는 복수의 고압상 물질 (high pressure phase substance)을 배치하여, 기상 성장을 위한 핵으로 작용하는 기판을 형성한 후, 이들 핵 상부에 단결정을 성장시킴으로써 일체화된 대형 단결정을 얻는 방법이 대면적의 다이아몬드 단결정 기판을 얻기 위한 방법으로서 제안되고 있다 (일본 특허 공개 (평)3-75298호 공보, 참조).

일본 특허 공개 (평)3-75298호 공보에 따른, 대형 단결정을 얻기 위한 방법을 이용할 경우, 기상 성장을 위한 핵으로 이용되는 복수의 기판을 포함하는 단결정 기판은 완전히 동일한 성장 면 방위를 통상적으로 갖지 않고, 대신 서로 약간 상이한 면 방위를 갖게 된다. 여기서부터 단결정 기상 성장을 행하여 단결정을 일체화시킬 경우, 접속 부분은 소경각입계 (small angle boundaries)라고 불리는, 각도가 상이한 성장 계면, 즉 넓은 의미의 결함을 갖게 되고, 이러한 입계는 단결정 성장을 계속하여도 실질적으로 소실되지 않는다. 따라서, 이러한 소경각입계에 걸친 영역의 반도체 물성은 완전한 단결정의 물성보다 열악하고, 일체화된 단결정 상 부에 소자 등을 제조할 경우, 소경각입계에 걸친 부분에서 성능이 소실된다.

본 발명은 상기한 문제점을 극복하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 재료, 전자 부품 및 광학 부품 등에 이용되는 대면적 및 고품질의 다이아몬드 단결정 복합 기판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 하기 두 구성을 갖는다.

(1) 균일한 면 방위를 갖는 복수의 다이아몬드 단결정 기판을 나란히 배치하고, 기상 합성법으로 상기 다이아몬드 단결정 기판 상에 다이아몬드 단결정을 성장시킴으로써 전면 일체화하여 제작하며,

하나의 다이아몬드 단결정 기판을 제외한 상기 복수의 다이아몬드 단결정 기판 각각의 주면 (main plane)의 {100} 면으로부터의 면 방위 이탈이 1도 미만이고, 상기 제외된 하나의 다이아몬드 단결정 기판의 주면의 {100} 면으로부터의 면 방위 이탈이 1 내지 8도이고,

다이아몬드 단결정 기판을 나란히 배치할 때 상기 하나의 다이아몬드 단결정 기판을 최외곽 외주부에 배치하고, 또한 상기 하나의 기판의 주면에서의 <100> 방향이 배치된 기판의 외곽 외주부를 향하도록 배치하고, 이 후 상기 하나의 다이아몬드 단결정 기판으로부터 성장하는 다이아몬드 단결정이 다른 기판 상에서 성장하는 다이아몬드 단결정을 덮도록 다이아몬드 단결정을 기상 합성법으로 성장시킴으로써 전면 일체화시킨 다이아몬드 단결정 복합 기판.

(2) 하나의 다이아몬드 단결정 기판을 제외한 복수의 다이아몬드 단결정 기판 각각의 주면의 {100} 면으로부터의 면 방위 이탈이 1도 미만이고 상기 제외된 하나의 다이아몬드 단결정 기판의 주면의 {100} 면으로부터의 면 방위 이탈이 1 내지 8도인 복수의 다이아몬드 단결정 기판을 제공하고;

상기 하나의 다이아몬드 단결정 기판을 최외곽 외주부에 배치하고 상기 하나의 기판의 주면에서의 <100> 방향이 배치된 기판의 외곽 외주 방향을 향하도록, 상기 복수의 다이아몬드 단결정 기판을 나란히 배치하고;

상기 하나의 다이아몬드 단결정 기판으로부터 성장하는 다이아몬드 단결정이 다른 기판 상에서 성장하는 다이아몬드 단결정을 덮도록 다이아몬드 단결정을 기상 합성법으로 성장시켜 전면 일체화시키는 것을 포함하는,

균일한 면 방위를 갖는 복수의 다이아몬드 단결정 기판을 나란히 배치하고, 기상 합성법으로 다이아몬드 단결정 기판 상에 다이아몬드 단결정을 성장시킴으로써 전면 일체화하여 제작한 다이아몬드 단결정 복합 기판의 제조 방법.

본원에서 사용되는 용어 "복합 기판"은 달리 언급되지 않는 한 복수의 기판으로부터 제작된 물체를 의미한다.

이하, 본 발명에 대해 기술한다.

기상 합성법에 의한 다이아몬드 단결정 기판으로부터의 단결정 성장에서, 특정 단결정 기판의 기판 면 방위와, 이 제1 면 방위로부터 약간 이탈된 면 방위 (이하, 기준 면 방위로부터 이탈된 각을 오프각이라 칭함) 사이에는 성장 속도 차이가 발생한다는 것이 알려져 있다 (예를 들면, 문헌[Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 35 (1996) pp. 4724-4727] 참조). 상기 문헌에서도 지적한 바와 같이, 이러한 현상은 기판 면 방위가 {100}일 경우 현저하다. 본 발명자들은 복수의 단결정 기판으로부터 기상 합성법으로 단결정 기판을 일체화 및 성장시킴으로써 형성된 단결정 기판 및 그의 제조 방법에 상기 현상을 이용할 경우, 소경각입계가 없는 실질적인 대형의 단결정 기판을 얻을 수 있다고 생각하였다. 따라서, 본 발명자들은 이러한 접근법에 기초한 조사를 예의 연구하였다.

그 결과, 본 발명을 완성하게 되었다. 구체적으로, 하나의 다이아몬드 단결정 기판을 제외한 복수의 기판 (이하, 주 기판이라 칭함) 각각의 주면의 {100} 면으로부터의 면 방위 오프각을 1도 미만이도록 설정하고, 상기 제외된 하나의 나머지 기판 (이하, 오프-기판이라 칭함)의 주면의 {100} 면으로부터의 면 방위 오프각을 1 내지 8도이도록 설정한다. 또한, 다이아몬드 단결정 기판을 나란히 배치할 때 상기 오프-기판을 최외곽 외주부에 배치하고, 또한 상기 오프-기판의 주면에서의 <100> 방향이 배치된 기판의 외곽 외주 방향을 향하도록 배치한다. 이후 이러한 상태에서 기상 합성법으로 다이아몬드 단결정을 성장시켰을 경우, 다음과 같은 현상이 확인되었다. 즉, 본 발명의 새로운 효과로서, 오프-기판으로부터 주 기판 상으로의 횡방향 성장 속도가 주 방향의 성장 속도보다 컸다. 결과적으로, 오프-기판으로부터 성장한 단결정이 비교적 단시간 내에 주 기판을 덮어, 전면 일체화가 달성되었다. 횡방향 성장 속도가 증가하는 이러한 현상은 횡방향 성장이 단독의 오프-기판으로부터 수행되는 경우에서보다 주 기판과 나란히 성장한 경우에서 현저하므로, 단결정 기판의 대형화에 대한 본 발명의 효과는 특히 분명하였다.

상기 주 기판의 오프각은 1도 미만이면 충분하지만, 바람직하게는 0.5도 이하이고, 0도에 가까울수록 이상적이다. 또한, 오프-기판의 오프각은 1 내지 8도이면 충분하지만, 4도 내지 5도가 이상적이다.

또한, 주 기판 및 오프-기판의 형상과 관련하여, 이들 기판은 입방체 또는 직방체의 단결정 기판이 바람직하고, 측면의 면 방위는 {100}이 바람직하다.

또한, 주 기판 및 오프-기판의 배치와 관련하여, 이들 기판을 정방상 또는 직방상, 즉 기판 간의 계면이 십자형이 되도록 배치하고, 이들 기판을 오프-기판이 최외곽 외변 코너의 위치에 배치되도록 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 오프-기판의 주면에서의 <100> 방향과 관련하여, 오프-기판의 외곽 외주 코너 가장자리 또는 각도를 향하는 방향이 오프-기판의 외곽 외주 측면을 향하는 방향보다 일체화 및 성장을 위해 보다 효율적이다.

본 발명의 다이아몬드 단결정 복합 기판은 소경각입계가 최외곽 표면에 존재하지 않는 일체화된 단결정이다. 더욱이, 본 발명의 복합 기판은 소자를 제조함으로써 반도체 기판으로서 이용할 수 있지만, 본 발명의 복합 기판은 최외곽 표면의 일체화된 층만을 절단하여 제거함으로써 면적이 넓고 다이아몬드 본래의 반도체 특성을 갖는 다이아몬드 단결정 기판으로서 이용할 수 있다.

대면적 및 고품질의 다이아몬드 단결정 기판은 본 발명의 다이아몬드 단결정 복합 기판 및 상기한 그의 제조 방법을 사용함으로써 얻을 수 있다. 본 발명의 복합 기판은 반도체 재료, 전자 부품 및 광학 부품 등에 이용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예로써 보다 상세히 설명한다.

<실시예 1>

본 실시양태에서는 고온 고압 합성법으로 얻어진 다이아몬드 단결정 기판을 4장 준비하였다. 기판은 크기가 5 mm (종횡)이고 두께가 0.5 mm인 3차원 물체이었으며, 주 표면 및 측면은 연마되어 있었다. 주 표면 및 측면의 기준이 되는 면 방위는 모두 {100}이었고, 주 기판 (1)인 3장의 기판의 주 표면 오프각은 각각 0.1도, 0.4도 및 0.9도이었다. 오프-기판 (2)인 1장의 기판의 주 표면의 오프각 (5)는 4.5도였다. 또한, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 오프-기판 (2)의 주 표면의 <100> 방향 (4)는 외곽 외주 각도 방향 (<111> 방향의 상방임)을 향하고 있었다. 참조 부호 3은 다이아몬드 단결정 기판의 주 표면에 수직인 축이다.

이들 기판을 도 1에 도시되어 있는 배치에서 기판 홀더에 "그대로" 배치하였다. 이어서, 널리 공지된 마이크로파 플라즈마 CVD법을 사용하여 이들 기판 상에 단결정을 기상 성장시켰다. 성장 조건을 하기에 나타내었다.

마이크로파 주파수: 2.45 GHz

마이크로파 전력: 5 kW

챔버내 압력: 1.33×10⁴ Pa

H₂ 기체 유량: 100 sccm

CH₄ 기체 유량: 5 sccm

기판 온도: 900 ℃

성장 시간: 300 시간

막 형성 결과, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 기상 합성된 단결정층의 두께가 3 mm이었고 오프-기판으로부터 성장한 단결정층 (8)이 전면을 덮어 일체적으로 접속되어 있는 10 mm ×10 mm 정사각형의 다이아몬드 단결정 복합 기판이 얻어졌다. 참조 부호 7은 주 기판으로부터 성장한 단결정층을 나타낸다.

단결정 복합 기판 상의 일체화된 단결정층을 레이저 절단으로 절단하여 제거하고, 상온에서의 수소화 표면 전도층의 정공 이동도를 할 측정법 (Hall measurement)으로 평가한 결과, 1000 cm²/V?초의 높은 속도 값이 얻어졌다.

이어서, 주 기판의 오프각을 변경한 시료 (복수의 오프-기판이 존재하는 시료), 오프-기판의 오프각을 변경한 시료, 오프-기판의 배치를 변경한 시료, 및 오프-기판의 방위를 변경한 시료에 대해서 실시예 1에서와 동일한 성장 조건으로 단결정을 성장시킨 경우에서 얻어진 결과를 비교예로서 기재한다. 이들 비교예 중, 오프-기판의 배치를 변경한 비교예에서는 실시예 1에서 사용된 크기와 동일한 크기의 9장의 단결정 기판으로부터 성장시켰다. 다른 비교예에서는 기판의 크기 및 매수가 실시예 1에서와 동일하였다. 이들 기판 조건 및 배치 조건을 표 1에 정리하였다.

	주 기판 오프각 (도)	오프-기판 오프각 (도)	기판 배치
			오프-기판 위치	오프-기판 <100> 방향	배치도
실시예 1	0.1, 0.4, 0.9	4.5	외곽 외주	외곽 외주	도 1
비교예 1	0.4, 0.5	2.2, 4.1	외곽 외주	외곽 외주	도 3
비교예 2	0.2, 0.4, 0.8	8.4	외곽 외주	외곽 외주	도 1
비교예 3	0.1, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.4, 0.5, 0.8	2.9	중심	(외곽 외주)	도 4
비교예 4	0.3, 0.5, 0.6	3.8	외곽 외주	중심	도 5

주 기판 중, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 비교예 1은 하나의 오프각이 본 발명에서의 주 기판 (1)의 조건을 벗어나나, 오프-기판 (2)의 조건은 만족한 예, 즉 오프-기판 (2)가 다수 제공된 예이다. 실시예 1에서와 동일한 성장 조건 하에 다이아몬드 단결정을 성장시킨 결과, 단결정은 2장의 오프-기판 (2)로부터 횡 방향으로 각각의 주 기판 (1) 상에 성장하였지만, 각각의 오프-기판으로부터 성장한 단결정층 (10)과 (11)이 서로 간섭하여, 전면 일체화되지 않았고 상기 두 판에서 유래한 소경각입계 (9)가 존재하였다. 도 6은 성장 후의 상태에 대한 모식도이다. 그 후, 기상 합성된 단결정층을 레이저 절단으로 절단하여 제거하고, 상온에서의 소경각입계에 걸친 방향에서의 정공 이동도를 할 측정법으로 평가한 결과, 150 cm²/V?초로 실시예 1에 비하여 낮은 속도가 얻어졌다.

이어서, 비교예 2는 오프-기판의 오프각이 본 발명의 범위를 벗어난 예이다. 상기한 실시예 1에서와 동일한 성장 조건 하에 다이아몬드 단결정을 성장시킨 결과, 다이아몬드 단결정이 오프-기판 (2)로부터 주 기판 (1) 상에 성장하였지만, 전면을 덮기 전에 다결정층 (12)가 주변 영역으로부터 전개되었다 (도 7). 결과적으로, 전면 상에 일체된 단결정이 얻어지지 않았다.

이어서, 비교예 3은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 오프-기판 (2)가 주 기판 (1)에 둘러 싸이도록 중심에 배치된 예이다. 상기한 실시예 1에서와 동일한 성장 조건 하에 다이아몬드 단결정을 성장시킨 결과, 단결정이 성장하여 이 단결정이 오프-기판의 <100> 방향 (4)로부터 반대 방향으로 존재하는 3장의 주 기판상을 덮었으나, 다른 5장의 주 기판 상에는 확장 성장하지 않아, 각각의 기판으로부터 성장한 단결정이 각각 존재하였다. 그 결과, 최외곽 표면 상에는 소경각입계 (9)가 "그대로" 남았다 (도 8).

이어서, 비교예 4는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 오프-기판 (2)의 <100> 방향이 배치된 기판의 중심을 향하는 예이다. 상기한 실시예 1에서와 동일한 성장 조건 하에 다이아몬드 단결정을 성장시킨 결과, 오프-기판으로부터 횡방향으로 성장한 단결정이 기판의 외곽 외주 방향을 향하였으나, 다른 기판 상에서는 확장 성장하지 않았다. 그 결과, 최외곽 표면에는 4장의 기판에서 유래한 소경각입계 (9)가 존재하였다 (도 9). 그 후, 기상 합성된 단결정층을 레이저 절단으로 절단 제거하고, 상온에서의 소경각입계 (9)에 걸친 방향에서의 정공 이동도를 할 측정법으로 평가한 결과, 100 cm²/V?초로 실시예 1에 비하여 낮은 속도가 얻어졌다.

또한, 또다른 주 기판을 사용하지 않고, 실시예 1에서 사용한 오프-기판으로부터 다이아몬드 단결정을 기상 성장시킨 예를 비교예 5로서 기재한다. 오프각이 4.5도인 단결정 기판 상에, 상기한 실시예 1에서와 동일한 성장 조건 하에 다이아몬드 단결정을 성장시킨 결과, 다이아몬드 단결정이 횡방향으로 성장하였지만, 횡 방향 성장 영역에서 성장 온도 등을 유지할 수 없어, 횡 방향 성장 영역의 외곽 외주부에서 다결정성 물질이 성장하였다 (도 10). 또한, 단결정 크기에 관해서도, 두께는 실시예 1에서와 동일한 3 mm였지만, 단결정 성장 면적은 6 mm ×6 mm 정사각형까지의 확장에 머물렀다.

<실시예 2>

이어서, 오프-기판의 오프각을 변경한 실시예에 대해서 기재한다. 오프-기판의 오프각 이외의 여러가지 조건은 상기한 실시예 1에서와 동일하였다. 여기서, 사용한 오프-기판의 오프각은 4개의 상이한 각도, 즉 1.1도, 3.9도, 5.1도 및 7.9도이었다. 먼저, 오프각이 1.1도인 시료의 경우, 오프-기판으로부터 성장한 단결정이 상기한 실시예 1에서와 동일한 300 시간 성장 시간에 주 기판으로부터 성장한 단결정을 덮지 못하였다. 그러나, 그 후 200 시간 동안 추가로 성장시킨 경우, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 덮여졌다. 이 때 기상 합성된 단결정층의 두께는 4 mm였다. 유사한 성장을 오프각이 3.9도 및 5.1도인 시료 상에 실시한 결과, 300 시간 성장 시간 동안 완전히 덮여지지 않았으나, 각각 45 시간 및 55 시간 동안 추가로 성장시킨 결과, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 덮여졌다. 이 때 기상 합성된 단결정층 각각의 두께는 3.3 mm 및 3.4 mm였다. 이들 3개의 실시양태에 대해서, 일체화된 단결정층을 레이저 절단으로 절단하여 제거하고, 정공 이동도를 할 측정법으로 평가한 결과, 모두 1000 cm²/V?초로 높은 값이 얻어졌다.

마지막으로, 오프각이 7.9도인 시료에 대해서 유사한 성장을 실시한 결과, 300 시간의 성장 시간에 완전히 덮여지지 않았으나, 그 후 200 시간 동안 추가로 성장시킨 경우 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 오프-기판으로부터 성장한 단결정이 전면을 덮었다. 단결정층의 두께는 4 mm였다. 그 후, 일체화된 단결정층을 레이저 절단으로 절단하여 제거하고, 정공 이동도를 할 측정법으로 평가한 결과, 얻어진 값은 900 cm²/V?초로 상기한 실시예 1의 값보다는 다소 낮았으나, 이 값은 고성능 반도체로서 사용하기에는 충분히 높았다.

따라서, 본 발명의 상기 실시예로 대표되는 방법에 의해 제조된 다이아몬드 단결정은 반도체 기판 등으로 이용할 수 있는 대면적 및 고품질의 단결정 기판인 것으로 밝혀졌다.

본 발명에 따른 다이아몬드 단결정 기판 및 그의 제조 방법을 이용하면, 대면적 및 고품질의 다이아몬드 단결정 기판이 얻어지고, 이 다이아몬드 단결정 기판은 반도체 재료, 전자 부품, 광학 부품 등에 이용할 수 있다.

Claims (2)

1. 나란히 배치되고 균일한 면 방위를 갖는 복수의 다이아몬드 단결정 기판으로 구성되고, 기상 합성법에 의해 상기 다이아몬드 단결정 기판 상에 다이아몬드 단결정을 성장시켜 전면 일체화한 다이아몬드 단결정 복합 기판으로서,

   상기 복수의 다이아몬드 단결정 기판 중 하나를 제외한 기판의 주면(main plane)의 면 방위는 {100}면으로부터의 이탈이 1도 미만이고, 제외된 하나의 다이아몬드 단결정 기판의 주면의 면 방위는 {100} 면으로부터의 이탈이 1 내지 8도이며,

   상기 하나의 다이아몬드 단결정 기판은 최외곽 외주부에 배치되어 있고, 또한 상기 하나의 기판의 주면에서의 <100> 방향이, 배치된 기판의 외곽 외주부를 향하도록 배치되어 있으며, 기상 합성법에 의해 상기 복수의 다이아몬드 단결정 기판 상에 성장한 다이아몬드 단결정은, 상기 하나의 다이아몬드 단결정 기판으로부터 성장한 다이아몬드 단결정이 다른 기판 상에 성장한 다이아몬드 단결정 상에 덮여 전면 일체화하고 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 단결정 복합 기판.
2. 하나의 다이아몬드 단결정 기판을 제외한 복수의 다이아몬드 단결정 기판 각각의 주면의 {100} 면으로부터의 면 방위 이탈이 1도 미만이고 상기 제외된 하나의 다이아몬드 단결정 기판의 주면의 {100} 면으로부터의 면 방위 이탈이 1 내지 8도인 복수의 다이아몬드 단결정 기판을 제공하고;

   상기 하나의 다이아몬드 단결정 기판을 최외곽 외주부에 배치하고 상기 하나의 기판의 주면에서의 <100> 방향이 배치된 기판의 외곽 외주 방향을 향하도록, 상기 복수의 다이아몬드 단결정 기판을 나란히 배치하고;

   상기 하나의 다이아몬드 단결정 기판으로부터 성장하는 다이아몬드 단결정이 다른 기판 상에서 성장하는 다이아몬드 단결정을 덮도록 다이아몬드 단결정을 기상 합성법으로 성장시켜 전면 일체화시키는 것을 포함하는,

   균일한 면 방위를 갖는 복수의 다이아몬드 단결정 기판을 나란히 배치하고, 기상 합성법으로 다이아몬드 단결정 기판 상에 다이아몬드 단결정을 성장시킴으로써 전면 일체화하여 제작한 다이아몬드 단결정 복합 기판의 제조 방법.

Images