KR20090124111A - Process for growing single crystal diamond - Google Patents

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KR20090124111A
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백영준
박종극
이욱성
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한국과학기술연구원
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Abstract

PURPOSE: A process for growing single crystal diamond is provided to minimize the temperature difference between diamonds and minimize the temperature change by the plasma contact. CONSTITUTION: The pit(23) having the intaglio pattern corresponding to the mold substrate(21) to the crystalline morphology of the diamond seed(24) is formed. In the diamond seed, the growth is included in the pit of the mold substrate. The quick freeze part(22) controls the temperature of the mold substrate. The mold whole of the substrate is relatively uniformly contacted with the plasma(20). The intaglio pattern of the pit formed in the mold the inverted pyramid or the cubic shape. The diamond seed has the octahedron shape.

Description

다이아몬드 단결정 성장 방법{PROCESS FOR GROWING SINGLE CRYSTAL DIAMOND}Diamond single crystal growth method {PROCESS FOR GROWING SINGLE CRYSTAL DIAMOND}

본 발명은 다이아몬드 단결정을 성장시키는 방법에 관한 것으로서, 특히 보석용 다이아몬드 단결정 성장을 위한 기상합성방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for growing diamond single crystals, and more particularly, to a vapor phase synthesis method for growing diamond single crystals for jewelry.

다이아몬드는 자연계에 존재하는 천연다이아몬드와 인공적으로 합성된 합성 다이아몬드로 나누어지며, 합성 다이아몬드는 다시 고온고압 합성법에 의해 합성된 다이아몬드와 기상화학 합성법에 의해 만들어진 다이아몬드로 나누어진다. Diamond is divided into natural diamond existing in nature and synthetic diamond artificially synthesized. Synthetic diamond is further divided into diamond synthesized by high temperature and high pressure synthesis and diamond produced by meteorological chemical synthesis.

고온고압 합성법은 1000℃ 이상 수만 기압 이상의, 다이아몬드가 열역학적으로 안정한 상태를 형성시켜서 Co 등의 천이금속을 촉매로 하고 흑연을 변태시켜 만드는 방법이다. 주로 다이아몬드 분말을 합성하는데 사용하며 단결정 다이아몬드를 성장시키는데 사용하기도 한다. 그러나 단결정 다이아몬드를 성장시키기 위한 성장조건이 까다롭고 합성실의 크기의 한계로 대량 합성이 어렵다. The high temperature and high pressure synthesis method is a method in which a diamond forms a thermodynamically stable state of 1000 ° C. or more and tens of thousands of air pressure or more and is converted into graphite by using a transition metal such as Co as a catalyst. It is mainly used to synthesize diamond powder and also to grow single crystal diamond. However, the growth conditions for growing single crystal diamond are difficult and mass synthesis is difficult due to the limitation of the size of the synthesis chamber.

기상화학 합성법은 마이크로웨이브, 직류전원 또는 열필라멘트를 사용하여 실시되는데, 주로 마이크로웨이브 플라즈마를 사용하여 수소와 메탄의 혼합기체를 분해하여 다이아몬드를 합성한다. 그러나 단결정 다이아몬드를 성장시킴에 있어 플라즈마의 가열에 의해 다이아몬드의 온도가 증가하는 경향이 있는데, 성장시 다이아몬드의 온도변화는 다이아몬드의 성장 양상의 변화와 결함발생을 야기하기 때문에 성장시 일정한 온도의 유지는 매우 중요하다. 또한 다수의 단결정 다이아몬드를 성장시키기 위해서는 다이아몬드가 놓여지는 기판 수평방향의 온도 균일성이 요구되는데 플라즈마의 수평방향 균일성을 확보하기 어려워 대량생산이 곤란하다는 문제가 있다. 따라서 다이아몬드 단결정을 기상합성방법을 이용하여 다량 성장시키기 위해서는 성장시 결정결함제어를 위한 온도 균일성 확보 및 성장결정면제어 등 문제점에 대한 해결책이 요구된다. Vapor chemical synthesis is carried out using microwave, direct current power source or hot filament, mainly using microwave plasma to decompose the mixed gas of hydrogen and methane to synthesize diamond. However, the growth of single crystal diamond tends to increase the temperature of the diamond due to the heating of the plasma. The growth of the diamond during growth causes a change in the growth pattern of the diamond and the occurrence of defects. very important. In addition, in order to grow a large number of single crystal diamonds, temperature uniformity in the horizontal direction of the substrate on which the diamond is placed is required, but there is a problem that mass production is difficult due to difficulty in securing the horizontal uniformity of the plasma. Therefore, in order to grow a large number of diamond single crystals by using a gas phase synthesis method, solutions to problems such as securing temperature uniformity and growth crystal plane control for crystal defect control during growth are required.

현재 사용되고 있는 보석용 다이아몬드 단결정의 성장법은 주로 마이크로웨이브 기상화학증착법을 사용하고 있는데, 일반적으로 직경 1mm 크기의 천연다이아몬드나 고온고압 합성 다이아몬드를 성장의 씨드(seed)로 사용하여 기판위에 놓고 성장시키게 된다. Currently, the method of growing diamond single crystal for jewelry is mainly using microwave vapor chemical vapor deposition. Generally, 1mm diameter natural diamond or high temperature and high pressure synthetic diamond is used as a seed of growth to grow on a substrate. do.

성장속도를 수십 ㎛/h 이상으로 유지시켜 다이아몬드의 합성 단가를 경제성있게 하도록 하기 위하여 합성 압력이 100 torr 정도 되는 고온 플라즈마 영역을 활용하고 있다. 그런데 이 경우 플라즈마에 의한 다이아몬드 단결정의 온도 가열이 매우 심하게 되고, 특히 플라즈마 방향으로 돌출된 기판 부분은 플라즈마와의 직접 접촉으로 매우 심한 가열을 받게 된다. 따라서 다이아몬드 씨드를 성장시키는 경우 다이아몬드는 플라즈마 방향으로 성장이 되면서 성장 중인 다이아몬드 단결정의 온도가 더욱 높아지게 된다. 이러한 온도 증가는 다이아몬드의 성장거동에 직접적인 영향을 미치게 되어 결정결함을 발생시킨다. 따라서 다이아몬드의 성장시 플라즈마 접촉에 의한 온도 변화를 최소화시킬 수 있는 방법이 필요하다. In order to maintain the growth rate at several tens of mu m / h or more to make the synthetic cost of diamond economical, a high temperature plasma region having a synthesis pressure of about 100 torr is utilized. In this case, however, temperature heating of the diamond single crystal by plasma becomes very severe, and in particular, the portion of the substrate protruding in the plasma direction is subjected to very severe heating by direct contact with the plasma. Therefore, when the diamond seed is grown, the diamond grows in the plasma direction, and thus the temperature of the growing diamond single crystal becomes higher. This increase in temperature has a direct impact on the growth behavior of the diamond, causing crystal defects. Therefore, there is a need for a method capable of minimizing temperature change due to plasma contact during diamond growth.

이를 해결하기 위한 하나의 방법으로 미국등록특허 US 6858078에 제안된 것과 같은 다이아몬드 씨드의 온도를 성장시 일정하게 유지시키기 위하여, 별도의 치구를 만들어 씨드를 냉각하게 하고 실시간으로 온도를 측정하여 치구와의 접촉거리를 변화시켜 다이아몬드의 온도를 일정하게 유지하는 방법을 사용하기도 한다. 그러나 여러 개의 다이아몬드 씨드를 동시에 성장시키는 경우 이러한 방법은 여러 개의 치구를 별도로 제어하기 위한 방법이 필요하며, 또한 각각의 다이아몬드의 온도측정 장치와 제어장치가 필요하게 되어 그 실현이 어렵다. 따라서 상업적인 생산을 위한 다량의 다이아몬드 씨드를 동시에 성장시키기 위한 새로운 온도 유지 방법이 필요하다. In order to solve this problem, in order to maintain a constant temperature of the diamond seed as proposed in US Pat. No. 68,580,78, a separate jig is made to cool the seed and the temperature is measured in real time. Another method is to keep the temperature of the diamond constant by changing the contact distance. However, when growing multiple diamond seeds at the same time, this method requires a method for controlling several jig separately, and it is difficult to realize the temperature measurement device and controller of each diamond. Thus, there is a need for a new method of temperature maintenance for simultaneously growing large quantities of diamond seeds for commercial production.

또한 다이아몬드 씨드를 성장시킬 경우 결정 성장의 특징상 다이아몬드는 (100), (111), (112), (113) 등 여러 성장면이 나타나게 되고 다이아몬드의 결정결함은 성장면에 크게 의존한다. 따라서 우수한 결정질의 단결정 다이아몬드를 성장시키기 위해서는 (100) 결정면 등 특정 결정면으로만 성장시킬 수 있는 방법이 필요하다. 다이아몬드의 경우 성장 온도나 사용기체의 농도를 변화시켜 정육면체나 정팔면체 형태로 성장시킬 수 있다. 일반적으로 보석에 사용되는 천연 다이아몬드는 정팔면체형태를 하고 있는데 이 형태가 가공된 보석의 최종형태에 유사하기 때문이다. 따라서 보석의 가공시 가공량을 최소화하기 위해서는 정팔면체의 형태로 성장시키는 것이 유리하다. 그러나 앞서 설명하였듯이 기상성장에 있어 (111) 성장 면은 결함의 발생이 심하여 바람직하지 않으므로 문제를 발생한다. 따라서 성장된 다이아몬드의 형태는 정팔면체를 유지하면서 (100)면 성장을 시킬 수 있는 방법이 필요하다. In addition, when the diamond seed is grown, various growth surfaces such as (100), (111), (112), and (113) appear as diamonds due to the characteristics of crystal growth. Therefore, in order to grow excellent crystalline single crystal diamond, there is a need for a method capable of growing only to a specific crystal plane such as (100) crystal plane. In the case of diamond, it can be grown in the form of a cube or an octahedron by changing the growth temperature or the concentration of gas used. In general, natural diamonds used in jewelry have an octahedral shape, because the shape is similar to the final shape of processed gemstones. Therefore, it is advantageous to grow in the shape of an octahedron in order to minimize the amount of processing during the processing of jewelry. However, as described above, the (111) growth surface in the gas phase growth is problematic because of the high occurrence of defects. Therefore, the grown diamond shape needs a method capable of (100) plane growth while maintaining the octahedron.

도 1은 종래 방법에 의한 다이아몬드 기상합성방법의 모식도이다. 둥근 부분이 수소-메탄의 혼합기체의 플라즈마(10)를 나타낸다. 그 아래 수냉시키고 있는 금속 냉각부(12)에 낱개의 단결정 다이아몬드들(14)을 놓고 성장시키는 구조이다. 플라즈마(10)는 다이아몬드(14)와 직접 접촉하고 있으며 플라즈마(10)의 에너지에 의해 다이아몬드(14)의 온도 상승이 발생한다. 다이아몬드(14)가 성장함에 따라 다이아몬드의 상부는 플라즈마(10)와 더욱 가까워지고 이에 따라 온도 상승이 더 심해진다. 또한 각각의 다이아몬드(14)와 플라즈마(10)와의 접촉정도가 다르기 때문에 온도 상승 정도도 달라지게 되어 다이아몬드의 일정한 온도 유지가 매우 힘들게 된다. 또한 이러한 이유로 다이아몬드의 온도 측정은 각각의 다이아몬드별로 이루어져야 하며, 온도의 제어도 다이아몬드별로 독립적으로 요구되므로 이에 대한 설비도 매우 복잡해지게 된다. 1 is a schematic diagram of a diamond vapor phase synthesis method according to the conventional method. The rounded portion shows the plasma 10 of the mixed gas of hydrogen-methane. The single crystal diamonds 14 are placed and grown in the metal cooling unit 12 that is cooled under water. The plasma 10 is in direct contact with the diamond 14 and a temperature rise of the diamond 14 occurs due to the energy of the plasma 10. As the diamond 14 grows, the top of the diamond gets closer to the plasma 10 and thus the temperature rise is more severe. In addition, since the degree of contact between the diamond 14 and the plasma 10 is different, the degree of temperature rise is also different, which makes it very difficult to maintain a constant temperature of the diamond. For this reason, the diamond temperature measurement must be made for each diamond, and the temperature control is also required for each diamond independently, which makes the installation of this very complicated.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하여, 다이아몬드 성장시 플라즈마 접촉에 의한 온도변화를 최소화하고 성장시키려 하는 다이아몬드간의 온도 편차를 최소화하며, 원하는 다이아몬드의 성장형태를 유지하면서 성장결함을 최소화할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. The present invention solves the problems as described above, to minimize the temperature change between the diamond to grow and minimize the temperature variation during the diamond growth, and to minimize the growth defects while maintaining the desired growth pattern of diamond To provide a method.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 다이아몬드 씨드의 결정 형상에 상응하는 음각 패턴을 갖는 피트가 하나 이상 형성되어 있으며 열전도도가 1 W/cmK 이상인 몰드 기판을 제공하는 단계 및 다이아몬드 씨드를 상기 몰드 기판의 피트 내에 위치시킨 후 상기 피트 내에서 기상화학증착법에 의해 다이아몬드 단결정으로 성장시키는 단계를 포함하는 다이아몬드 단결정 성장 방법을 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a diamond seed and the step of providing a mold substrate having at least one pit having an intaglio pattern corresponding to the crystal shape of the diamond seed and a thermal conductivity of 1 W / cmK or more After positioning in the pit of the mold substrate provides a diamond single crystal growth method comprising the step of growing into a diamond single crystal by vapor phase chemical vapor deposition in the pit.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 몰드 기판의 온도를 제어하기 위한 금속 냉각부를 몰드 기판 하부에 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the method may further include providing a metal cooling unit under the mold substrate for controlling the temperature of the mold substrate.

또한, 본 발명의 방법에서 상기 몰드는 고융점 금속, 세라믹 재료, 고열전도성 재료 및 단결정 재료로 구성된 그룹에서 선택되는 재료로 이루어질 수 있다. Further, in the method of the present invention, the mold may be made of a material selected from the group consisting of a high melting point metal, a ceramic material, a high thermal conductive material, and a single crystal material.

본 발명의 방법에서, 기상화학증착법에 사용되는 반응기체가 수소 및 메탄 혼합기체인 것이 바람직하며, 메탄의 함량은 0.5 에서 10% (v/v) 범위인 것이 바람직하다. In the process of the present invention, it is preferred that the reactor gas used in the gas phase chemical vapor deposition method is a mixture of hydrogen and methane, and the content of methane is in the range of 0.5 to 10% (v / v).

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 반응기체는 메탄 대비 50% (v/v)의 산소를 추가로 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the reactor may further comprise 50% (v / v) of oxygen relative to methane.

본 발명의 방법에서, 상기 몰드에 형성된 피트의 음각 패턴은 역피라미드 또는 정육면체 형상인 것이 바람직하다. In the method of the present invention, the intaglio pattern of the pit formed in the mold is preferably inverted pyramid or cube shape.

본 발명의 방법에서, 다이아몬드 씨드가 정팔면체 형상을 갖고, 몰드 기판에 형성된 피트의 음각 패턴은 역파라미드 형상으로서 (100) 면으로 성장이 가능하게 하는 역피라미드 형상인 것이 바람직하다. In the method of the present invention, it is preferable that the diamond seed has an octahedral shape, and the intaglio pattern of the pit formed on the mold substrate is an inverse pyramid shape that enables growth to the (100) plane as an inverse paramide shape.

본 발명의 방법에서, 상기 몰드 기판에 형성된 피트는 방전가공, 기계적 압흔 공정, 또는 화학적 이방성 부식 공정에 의해 형성된 것일 수 있다. In the method of the present invention, the pits formed on the mold substrate may be formed by electrical discharge machining, mechanical indentation process, or chemically anisotropic corrosion process.

본 발명의 방법에서, 기상화학증착법은 마이크로웨이브, 직류전원 또는 열필라멘트에 의해 실시될 수 있다. In the process of the present invention, the vapor phase chemical vapor deposition can be carried out by microwave, direct current power supply or hot filament.

본 발명의 방법에 의하면, 다이아몬드 단결정 성장시 발생하는 플라즈마와의 접촉에 의한 온도 변화 문제, 다수의 다이아몬드 단결정을 동시 성장시키는 경우 발생하는 다아아몬드간의 일정한 온도 유지 문제, 다이아몬드의 성장형태와 성장면의 독립적인 제어 문제, 다이아몬드 씨드의 표면결함에 의한 다이아몬드 성장결함의 발생 문제 등이 해결되는 효과가 있다. 따라서 보석용 다이아몬드의 대량 생산을 매우 용이하게 할 수 있는 효과를 가져온다. According to the method of the present invention, there is a problem of temperature change due to contact with plasma generated during diamond single crystal growth, a problem of maintaining a constant temperature between diamonds that occurs when a plurality of diamond single crystals are grown simultaneously, and a growth pattern and growth surface of diamond. Independent control problems, diamond growth defects caused by the surface defects of the diamond seed problem is solved. Therefore, the effect is that the mass production of jewelry diamonds can be made very easy.

본 발명은 다이아몬드 씨드와 플라즈마의 직접적인 접촉을 방지하기 위한 다이아몬드 씨드의 결정 형상에 상응하는 음각 패턴을 갖는 피트가 하나 이상 형성되어 있는 열전도도가 좋은 몰드 기판을 제공하고, 다이아몬드 씨드를 상기 몰드의 피트 내에 위치시켜 성장시 플라즈마와 다이아몬드의 직접적인 접촉을 차단시킴으로써 상기 피트내의 다이아몬드 씨드의 온도를 일정하게 유지하면서 기상화학증착법에 의해 다이아몬드 단결정으로 성장시키는 단계를 포함하는 다이아몬드 단결정 성장 방법을 제공한다. 이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. The present invention provides a mold substrate having a good thermal conductivity in which at least one pit having an intaglio pattern corresponding to the crystal shape of the diamond seed is formed to prevent direct contact between the diamond seed and the plasma. It provides a diamond single crystal growth method comprising the step of growing in a diamond single crystal by the vapor phase chemical vapor deposition while maintaining the temperature of the diamond seed in the pit by positioning the inside to block direct contact between the plasma and the diamond during growth. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이아몬드 단결정 성장 방법의 모식도이다. 몰드 기판(21)에는 다이아몬드 씨드의 결정 형상에 상응하는 음각 패턴을 갖는 피트(pit) (23)가 하나 이상 형성되어 있고, 다이아몬드 씨드(24)가 몰드 기판(21)의 피트(23) 내에 위치한 상태로 플라즈마(20)에 의해 단결정이 성장된다. 바람직하게는 몰드 기판(21)의 온도를 제어하기 위한 금속 냉각부(22)를 몰드 기판 하부에 제공한다. 2 is a schematic diagram of a diamond single crystal growth method according to an embodiment of the present invention. The mold substrate 21 has at least one pit 23 having an intaglio pattern corresponding to the crystal shape of the diamond seed, and the diamond seed 24 is located within the pit 23 of the mold substrate 21. In the state, the single crystal is grown by the plasma 20. Preferably, a metal cooler 22 for controlling the temperature of the mold substrate 21 is provided below the mold substrate.

본 발명의 방법에 의하면 몰드 기판(21) 전체가 비교적 균일하게 플라즈마(20)와 접촉이 일어나고 금속 냉각부(22)와도 넓은 면적의 접촉이 일어나게 되므로 비교적 안정되게 온도를 유지할 수 있다. 또한 기판(21)을 통한 수평방향의 온도 전달이 용이하게 되어 균일한 온도 유지에 도움이 된다. According to the method of the present invention, the entire mold substrate 21 is brought into contact with the plasma 20 relatively uniformly, and a large area of contact with the metal cooling part 22 occurs, so that the temperature can be kept relatively stable. In addition, it is easy to transfer the temperature in the horizontal direction through the substrate 21 to help maintain a uniform temperature.

또한 다이아몬드 단결정은 몰드 기판(21)의 피트(23) 내에서 성장이 일어나므로 다이아몬드 씨드 또는 단결정(24)과 플라즈마(20)의 직접적인 접촉이 최소화될 수 있다. 다이아몬드 단결정(24)의 온도는 기판(21)의 온도와 유사하게 유지된다. 따라서 온도의 측정도 기판(21)의 온도측정으로 해결되며 하나의 온도측정 및 온도 제어시스템으로 충분하다. In addition, since the diamond single crystal grows in the pit 23 of the mold substrate 21, direct contact between the diamond seed or the single crystal 24 and the plasma 20 may be minimized. The temperature of the diamond single crystal 24 is maintained similar to the temperature of the substrate 21. Therefore, the measurement of temperature is also solved by measuring the temperature of the substrate 21, and one temperature measurement and temperature control system is sufficient.

다이아몬드 단결정의 성장형태는 도 3에 도시되어 있다. 다이아몬드 단결정의 형상은 일반적으로 (100)과 (111)의 결정면의 조합으로 이루어지는데 (100)면으로만 이루어진 정육면체 (a)와 (111) 면으로만 이루어진 정팔면체 (b), 그리고 (100)과 (111) 면의 조합으로 이루어진 12면체(c)가 있다. 다이아몬드의 성장시 성장면은 (100)과 (111)면이 되며, 이들 성장면의 상대성장속도에 의해 단결정의 형태가 정해진다. The growth pattern of the diamond single crystal is shown in FIG. Diamond single crystals generally consist of a combination of (100) and (111) crystal planes, including (100) plane cubes (a) and (111) plane cubes (b), and (100) and There is a dodecahedron (c) consisting of a combination of (111) planes. When the diamond grows, the growth plane becomes the (100) and (111) planes, and the shape of the single crystal is determined by the relative growth speed of these growth planes.

도 4a 및 4b는 본 발명에 의한 다이아몬드 단결정 성장에 사용되는 몰드 기판의 한 예이다. 기판 상면(41)에 음각 패텬을 갖는 피트(43)가 제작되어 있다. 음각 패턴은 다이아몬드 씨드의 형태에 따라 결정된다. 예로 다이아몬드 씨드가 정팔면체(도 3의 (b))이고 성장조건을 <100> 방향의 성장조건으로 하는 경우 음각의 형태는 사각 뿔 또는 피라미드가 파여진 형태가 된다. 도 5는 도 4a 및 도 4b의 몰드 기판(51)에 형성된 피트(53) 내에 정팔면체 다이아몬드 씨드(55)가 놓여있는 모습을 도시한 것이다. 도시하지는 않았지만, 씨드가 정육면체의 씨드(도 3의 (a))이고 성장방향을 <100>으로 하는 경우는 정육면체 형태로 파진 음각을, <111> 방향을 성장방향으로 하는 경우는 정육면체의 모서리를 정점으로 하는 삼각뿔 형태로 파진 음각을 사용한다. 4A and 4B are examples of a mold substrate used for diamond single crystal growth according to the present invention. Pits 43 having negative patterns on the upper surface 41 of the substrate are produced. The intaglio pattern is determined by the shape of the diamond seed. For example, if the diamond seed is an octahedron (Fig. 3 (b)) and the growth condition is a growth condition in the <100> direction, the intaglio is a square horn or a pyramid. 5 illustrates a state in which the octahedral diamond seed 55 is placed in the pit 53 formed on the mold substrate 51 of FIGS. 4A and 4B. Although not shown, when the seed is a cube seed (Fig. 3 (a)) and the growth direction is <100>, the intaglio is formed in a cube shape, and when the <111> direction is the growth direction, the corner of the cube is formed. Use a crushed intaglio in the form of a triangular pyramid as the vertex.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 보석용 다이아몬드의 성장을 위하여 일반적으로 정팔면체의 다이아몬드 씨드를 사용하며 이것을 균일하게 일정방향으로 배열할 수 있는 판상의 몰드형 기판을 사용한다. 기판의 한 쪽 면에는 정팔면체를 반으로 자른 역피라미드 사각뿔 형태의 음각을 파서 만든 형태의 몰드가 제작되어 있 다. 이러한 사각뿔 형태의 음각 몰드를 기판에 일정 간격으로 배열하여 제작하고, 정팔면체의 다이아몬드 씨드를 음각에 배열한다. 이렇게 배열된 다이아몬드 씨드는 (100) 방향이 기판에 수직하게 배열되고 기판의 방향과 평행한 방향으로는 각 다이아몬드 씨드의 (100) 방향은 서로 평행하게 배열되게 된다. In a preferred embodiment of the present invention, for the growth of gemstone diamond, generally use an octahedral diamond seed and use a plate-shaped mold substrate that can be uniformly arranged in a certain direction. On one side of the substrate, a mold is made by digging an inverted pyramidal square pyramid that cuts an octahedron in half. The square pyramidal intaglio molds are arranged on the substrate at regular intervals, and the octahedral diamond seeds are arranged in the intaglio. The diamond seeds thus arranged are arranged so that the (100) directions are perpendicular to the substrate and the (100) directions of each diamond seed are arranged parallel to each other in a direction parallel to the direction of the substrate.

한편 정육면체의 다이아몬드 씨드를 사용하게 되는 경우는 기판의 몰드는 정사각 기둥 형태로 가공되게 되며 이경우도 마찬가지로 씨드의 (100) 방향이 기판에 수직하게 배열되게 된다. 이때 몰드의 깊이는 씨드의 크기보다 깊어야 하며 일반적으로 성장시키려는 다이아몬드의 최종 크기와 비슷한 깊이로 파게 된다. On the other hand, when the diamond seed of the cube is used, the mold of the substrate is processed in the form of a square pillar, and in this case as well, the (100) direction of the seed is arranged perpendicular to the substrate. The depth of the mold should be deeper than the size of the seed and will generally be dug to a depth similar to the final size of the diamond to be grown.

이러한 음각 패턴을 갖는 피트의 제작은 기판의 재질에 따라 방전가공, 기계적인 압흔, 화학적 부식등 다양한 방법을 사용할 수 있다. The fabrication of pits having such intaglio patterns can be performed using various methods such as electric discharge machining, mechanical indentation, and chemical corrosion, depending on the material of the substrate.

또한 사용될 수 있는 기판의 재질은 다이아몬드의 기상합성에 사용될 수 있는 모든 기판, 예를 들면 Mo, W, Cu 등의 고융점 금속 기판, SiC 등의 세라믹 기판, Si 기판 등으로서 열전도도가 1 W/cmK 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 W/cmK 이상 4 W/cmK 이하이다 (예를 들면 구리의 경우 약 4 W/cmK 임). In addition, the material of the substrate that can be used is all substrates that can be used for the gas phase synthesis of diamond, for example, high melting point metal substrates such as Mo, W, Cu, ceramic substrates such as SiC, Si substrates, etc., thermal conductivity of 1 W / It is preferable to use cmK or more, more preferably 1 W / cmK or more and 4 W / cmK or less (for example, about 4 W / cmK for copper).

방전가공의 경우 Mo, W 기판 등이 사용될 수 있으며, 방전 전극에 사각 뿔, 삼각 뿔, 정사각 기둥 등의 양각을 파고 그 전극을 이용하여 방전가공을 통해 기판에 원하는 음각을 제작한다. Cu 등의 금속의 경우는 기계적인 압흔에 의해 용이하게 음각의 제작이 가능하다. 압흔의 형상을 변화시켜 원하는 음각의 형상을 결정할 수 있다. In the case of electric discharge machining, Mo, W substrate, etc. can be used, and the embossed corners, triangular horns, square pillars, etc. are dug on the discharge electrode, and the desired intaglio is produced on the substrate through the electric discharge machining using the electrode. In the case of metals such as Cu, the intaglio can be easily produced by mechanical indentation. The shape of the indentation can be determined by changing the shape of the indentation.

한편 Si의 경우는 깨지기 쉬워 압흔 방법 등의 적용이 불가능하나, Si 단결정 기판을 사용하게 되면, 비등방성 화학증착에 의해 원하는 형태의 음각의 제작이 가능하게 된다. 예로 정팔면체의 씨드에 사용될 사각뿔의 음각 몰드를 제작하는 경우를 예로 들면 다음과 같다. (100) Si 기판 표면에 화학 부식시 마스크 막으로 사용할 수백 nm 두께의 SiO2막을 열산화방법으로 형성하고 일반적인 포토리쏘그래픽 방법(ref)으로 정사각형 배열의 패턴을 형성한다. 이 때 한 정사각형의 길이는 원하는 최종 성장 다이아몬드의 크기에 따라 1mm에서 3mm 사이에서 조정할 수 있으나 이에 국한되는 것은 아니다. 정사각형 부분의 SiO2 부분을 부식시켜 Si을 노출시킨다. 그리고 (CH3)4NOH-KOH 용액과 같은 Si의 이방성 부식 용액으로 Si을 부식하게 되면 Si 기판에 피라미드 형태의 음각이 형성된다. In the case of Si, on the other hand, it is fragile and cannot be applied to the indentation method. However, when a Si single crystal substrate is used, an intaglio of a desired shape can be produced by anisotropic chemical vapor deposition. For example, a case of making a negative mold of a square pyramid to be used for a seed of an octahedron is as follows. On the surface of the (100) Si substrate, a SiO 2 film having a thickness of several hundred nm to be used as a mask film during chemical corrosion is formed by a thermal oxidation method, and a square array pattern is formed by a general photolithographic method (ref). At this time, the length of one square can be adjusted between 1 mm and 3 mm depending on the size of the final growth diamond desired, but is not limited thereto. The SiO 2 portion of the square portion is corroded to expose Si. In addition, when Si is etched with an anisotropic corrosion solution of Si such as a (CH 3 ) 4 NOH-KOH solution, a pyramidal indent is formed on the Si substrate.

기판의 재질은 성장조건에 필요한 온도의 균일성, 기판에서의 다이아몬드 핵형성, 다이아몬드 성장 후 기판과의 분리 등등 요구되는 조건에 따라 선택 할 수 있다. 기판과 평행한 방향의 열전도도가 중요한 경우, 열전도도가 가장 큰 Cu 기판을 사용하는 경우가 유리하며, 성장시 다이아몬드와 기판의 밀착력의 문제를 해결하기 위해서는 Mo나 W 기판이 유리하다. 다이아몬드의 성장시 기판에 새로운 다이아몬드의 핵형성 문제는 Si이나 Cu 기판이 장점을 가지고 있다. 따라서 기판 재질의 선택은 한번에 성장시키려는 다이아몬드의 수량, 원하는 다이아몬드의 결정도, 다이아몬드의 성장속도 등 원하는 목적에 따라 달라질 수 있다.The material of the substrate can be selected according to the required conditions such as temperature uniformity required for growth conditions, diamond nucleation on the substrate, separation from the substrate after diamond growth, and the like. When thermal conductivity in the direction parallel to the substrate is important, it is advantageous to use the Cu substrate having the largest thermal conductivity, and Mo or W substrate is advantageous to solve the problem of adhesion between the diamond and the substrate during growth. The problem of nucleation of new diamond in the substrate during the growth of diamond has the advantage of Si or Cu substrate. Therefore, the choice of substrate material may vary depending on the desired purpose such as the number of diamonds to be grown at one time, the crystallinity of the desired diamond, and the growth rate of the diamond.

본 발명에 의한 몰드 기판의 사용은 온도 제어 측면에서 두 가지 문제를 해 결할 수 있게 한다. 첫째는 다이아몬드의 성장시 다이아몬드와 플라즈마의 접촉을 최소화 시킨다. 다이아몬드의 성장면이 기판 몰드의 상단에 도달하기까지는 플라즈마와 접촉하지 않으므로 플라즈마와의 접촉에 의한 국부적인 온도 상승을 최소화할 수 있다. 둘째는 기판을 통하여 측면방향의 열전달이 일어나므로 각각의 다이아몬드간의 온도 편차를 최소화 할 수 있다. 따라서 여러 개의 다이아몬드를 성장시키는 경우 성장하는 각 다이아몬드간의 온도를 일정하게 유지할 수 있어 성장속도 및 결함의 형성을 용이하게 제어할 수 있다. 따라서 동시에 여러 개의 다이아몬드 씨드를 성장시킬 경우 각각의 다이아몬드의 온도를 측정하고 제어할 필요가 없으므로, 대량 생산의 가능성을 제공해준다. The use of the mold substrate according to the present invention makes it possible to solve two problems in terms of temperature control. First, it minimizes the contact between the diamond and the plasma during the growth of the diamond. Since the growth surface of the diamond does not come into contact with the plasma until it reaches the top of the substrate mold, the local temperature rise due to contact with the plasma can be minimized. Second, since the heat transfer in the lateral direction through the substrate can be minimized the temperature variation between each diamond. Therefore, in the case of growing a plurality of diamonds it is possible to maintain a constant temperature between each growing diamond can easily control the growth rate and the formation of defects. Thus, growing multiple diamond seeds at the same time eliminates the need to measure and control the temperature of each diamond, providing the possibility of mass production.

또한 이러한 몰드형 기판의 사용은 성장된 다이아몬드의 형상이 몰드의 음각 형상과 같으므로 다이아몬드의 성장면에 관계없이 다이아몬드의 성장형태의 변화가 가능하며, 또한 성장면의 변화나 성장속도 및 결합제어가 가능하다. 역피라미드 사각뿔 구조의 음각 몰드를 사용할 경우 성장된 다이아몬드는 음각형태를 그대로 가지고 있으므로 성장면의 종류에 관계없이 피라미드 사각뿔 형태로 제작되게 된다. 이때 성장면의 종류에 따라 최종형태는 정팔면체((111)면으로 성장시킨 경우)나 사각뿔((100) 면으로 성장시킨 경우)사이에서 조절이 가능하다. 이렇게 다이아몬드가 사각뿔형태로 제작될 경우 가공된 보석의 최종형태에 가깝게 되어 가공에 소요되는 비용이 절감된다. 또한 성장된 다이아몬드의 기본형상은 몰드가 형상에 의해 결정되므로 성장면의 독립적인 선택이 가능하다. 이것은 다이아몬드의 성장 결합의 제어에 매우 유리하여, 결정결함을 최소화 시킬 수 있는 방법을 제공한다. In addition, the use of such a mold-type substrate is possible because the shape of the grown diamond is the same as the intaglio shape of the mold, it is possible to change the growth pattern of the diamond irrespective of the growth surface of the diamond, and also to change the growth surface, growth rate and bonding control Do. In the case of using an inverted mold having an inverted pyramid square pyramid structure, the grown diamond has the engraved shape as it is, so that it is manufactured in the form of a pyramid square pyramid regardless of the growth type. At this time, depending on the type of growth surface, the final shape can be adjusted between the octahedron (when grown to (111) plane) or the square pyramid (when grown to (100) plane). When the diamond is made in the form of a square pyramid, it is closer to the final shape of the processed gemstone, thereby reducing the cost of processing. In addition, the basic shape of the grown diamond can be selected independently of the growth surface because the mold is determined by the shape. This is very advantageous for controlling the growth bonding of diamond, providing a way to minimize crystal defects.

또 하나의 장점은 다이아몬드 씨드의 표면결함에 의해 생기는 다이아몬드의 성장결함을 최소화할 수 있다는 점이다. 일반적으로 다이아몬드단결정 성장에 사용되는 다이아몬드 씨드는 천연다이아몬드나 고온고압 합성 다이아몬드를 정사각형등으로 가공한 것을 여러 이유로 사용하게 된다. 이러한 다이아몬드 씨드는 랩핑이나 폴리싱 등의 기계적인 방법으로 표면을 가공하게 되고, 기계가공에 의한 표면결함이 존재하게 된다. 따라서 이러한 표면결함의 제거는 다이아몬드의 성장 전에 반드시 필요하며, 다이아몬드의 결정도에 매우 큰 영향을 미치게 된다. 그러나 몰드형 기판을 사용하게 되면 자연에서 성장된 다이아몬드를 그대로 사용하게 되므로, 표면 결함에서 야기되는 문제를 전부 해결할 수 있게 된다. Another advantage is that the growth defects of the diamond caused by the surface defects of the diamond seeds can be minimized. In general, the diamond seed used for diamond single crystal growth is used for a variety of reasons, such as the processing of natural diamond or high-temperature, high-pressure synthetic diamond into a square or the like. The diamond seed is machined by mechanical methods such as lapping or polishing, and there are surface defects due to machining. Therefore, the removal of such surface defects is necessary before the diamond grows, and has a great influence on the crystallinity of the diamond. However, if the mold substrate is used, since the diamond grown in nature is used as it is, all problems caused by surface defects can be solved.

이하에서는 본 발명의 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited thereto.

<실시예 1><Example 1>

도 4a 및 4b에 도시된 것과 같은 몰드 기판으로서, 두께 5mm, 직경 50 mm의 원형 단결정 Si 음각 기판을 사용하였으며, 사각뿔 음각의 밑변 길이는 2.5 mm로 하였다. 기판상에 음각 피트는 5 x 5로 배열되었고 음각 피트사이 간격은 2 mm이었다. 약 200 ㎛ 정도의 크기를 갖는 정팔면체 다이아몬드 씨드를 음각 피트내에 위치시키고 아스텍스(Astex)사의 기상합성 장치(마이크로웨이브 출력 5 KW)를 사 용하여, 진공을 10-5 torr 까지 뽑고, 수소를 넣어 압력을 10 torr 까지 올린 후에 플라즈마를 여기시켰다. 계속 압력을 증가시키면서 플라즈마의 출력을 증가시켜 기판에 수소플라즈마가 접촉하도록 하여 최종 압력을 100 torr, 플라즈마의 출력을 4 KW로 하였다. 기판 표면과 다이아몬드 씨드 표면에 존재할 수 있는 불순물 등을 제거하기 위하여 수소플라즈마 상태에서 10분간 처리를 하였다. 이때 Si 기판의 온도는 광온도 측정계로 950℃로 측정되었다. 이어 메탄을 유입시키기 시작하여 기체의 농도가 3%(v/v)가 되게 하였다. 이러한 조건으로 500시간 성장시켰다. 400 시간 성장 후 다이아몬드는 기판 상단부까지 성장하는 것을 관찰할 수 있었고 다이아몬드의 온도는 기판의 온도와 유사하였다. 한편 기판의 중앙부에 위치한 다이아몬드의 온도가 외곽에 위치한 다이아몬드보다 약 20oC 높은 것으로 측정되었다. 이는 Si 기판의 열전도도가 금속에 비해 크지 않음에 기인하는 것으로 생각된다. As a mold substrate as shown in FIGS. 4A and 4B, a circular single crystal Si intaglio having a thickness of 5 mm and a diameter of 50 mm was used, and the base length of the square pyramid intaglio was 2.5 mm. Negative pits were arranged 5 x 5 on the substrate and the spacing between the negative pits was 2 mm. Place an octahedral diamond seed with a size of about 200 μm in the intaglio pit, use an Astex vapor phase synthesizer (microwave output 5 KW), draw a vacuum to 10 -5 torr, pressurize hydrogen Was raised to 10 torr and then the plasma was excited. While increasing the pressure, the plasma output was increased to bring the hydrogen plasma into contact with the substrate. The final pressure was 100 torr and the plasma output was 4 KW. In order to remove impurities that may be present on the substrate surface and the diamond seed surface, a treatment was performed for 10 minutes in a hydrogen plasma state. At this time, the temperature of the Si substrate was measured at 950 ℃ by an optical temperature measuring system. Methane was then introduced to bring the concentration of gas to 3% (v / v). It was grown for 500 hours under these conditions. After 400 hours of growth, the diamond grew to the top of the substrate and the diamond temperature was similar to the temperature of the substrate. On the other hand, the temperature of the diamond located in the center of the substrate was measured to be about 20 o C higher than the diamond located outside. This is considered to be due to the thermal conductivity of the Si substrate not being large compared to that of the metal.

성장이 끝난 후 Si을 부식에 의해 제거한 후 다이아몬드를 수거하였다. 다이아몬드는 피라미드 형태의 투명한 형태를 보였으며 그 높이는 약 3 mm이었다. 다이아몬드들 간의 형상이나 투명도는 육안으로 구분할 수 없을 정도로 유사하였다. SEM으로 다이아몬드의 성장면을 관찰한 결과 중앙부와 외곽부의 다이아몬드의 온도차가 약 20oC 있었음에도 불구하고 성장형태의 차이는 보이지 않았다. 다이아몬드의 성장면은 매우 평탄하였으며, 쌍정 등의 눈에 뜨이는 결함은 발견할 수 없었다. After the growth was over, the Si was removed by corrosion and the diamond was collected. The diamond showed a pyramid-shaped transparent shape, about 3 mm high. The shape and transparency between the diamonds were similar to each other indistinguishable from the naked eye. As a result of observing the growth surface of the diamond by SEM, there was no difference in growth pattern even though the temperature difference between the center and the outer diamond was about 20 o C. The growth surface of the diamond was very flat, and no visible defects such as twins were found.

<실시예 2><Example 2>

다이아몬드간의 온도차를 줄이기 위해 Cu 기판에 실시예1과 동일한 피트들을 형성시켜 동일한 조건으로 다이아몬드를 성장시켰다. 400시간 성장 후 피크 상단부로 들어 난 기판 중앙부의 다이아몬드와 외곽부의 다이아몬드의 온도차는 5oC 이하로 감소하였고, 이로부터 열전도도가 큰 기판으로 사용하여 성장하는 다이아몬드간의 온도를 보다 일정하게 할 수 있음을 알 수 있었다. To reduce the temperature difference between the diamonds, diamonds were grown under the same conditions by forming the same pits on the Cu substrate as in Example 1. After 400 hours of growth, the temperature difference between the diamond at the center of the substrate and the outer diamond at the top of the peak decreases below 5 o C. From this, it can be used as a substrate with high thermal conductivity to make the temperature between the growing diamond more constant. And it was found.

<실시예 3><Example 3>

다이아몬드의 성장속도를 늘리기 위하여 메탄의 농도를 5%(v/v)로 하여 성장시킨 것을 제외하고는 기판의 조건 및 다이아몬드 씨드의 표면처리 조건 그리고 기타 성장조건은 실시예 1과 동일하게 하였다. 200시간 성장시켰을 때 성장된 다이아몬드의 두께를 약 2.5mm 정도로 성장속도는 약 두배 증가함을 알 수 있었다. 그러나 다이아몬드의 색은 연한 갈색을 보였으며 투명도도 저하됨을 알 수 있었다. 한편 다이아몬드의 성장면은 실시예 1과는 달리 쌍정이 형성된 것을 볼 수 있었으며 또한 음각 피트들 사이에 작은 다이아몬드 결정의 형성도 증가함을 알 수 있었다. 따라서 다이아몬드의 결정결함의 생성을 억제하기 위한 기체 조성의 최적화가 필요하고 성장속도를 증가시킴에 한계가 있음을 알 수 있다. Substrate conditions, diamond seed surface treatment conditions and other growth conditions were the same as in Example 1 except that the growth rate of methane was increased to 5% (v / v) to increase diamond growth rate. After 200 hours of growth, the thickness of the grown diamonds was about 2.5 mm, and the growth rate was about doubled. However, the diamond color was light brown and the transparency was also reduced. On the other hand, the growth surface of the diamond, unlike Example 1 was found that twins were formed, it was also found that the formation of small diamond crystals between the intaglio pits. Therefore, it can be seen that there is a need to optimize the gas composition to suppress the formation of crystal defects in diamond and to increase the growth rate.

<실시예 4><Example 4>

다이아몬드의 성장속도를 증가시킴과 동시에 쌍정 등의 형성을 최소화하기 위하여 수소-메탄의 혼합기체에 산소를 첨가시켰다. 메탄의 농도를 5%(v/v)로 고정하였으며 산소는 1%(v/v)까지 첨가하였다. 다른 성장 조건은 동일하게 하였다. 200시간 후 성장된 다이아몬드의 두께는 약 1.8 mm이었다. 산소 첨가에 따라 성장속도는 약 10% 감소하였다. 한편 다이아몬드의 투명도는 실시예 1과 같이 매우 좋았으며, 다이아몬드 성장면에 쌍정의 발생도 현저히 줄어드는 것을 알 수 있었다. 따라서 성장속도는 크게 줄어들지 않으면서 다이아몬드의 결정도를 증가시키는데 산소가 매우 효과적임을 알 수 있었다. Oxygen was added to the hydrogen-methane mixture gas to increase the growth rate of diamond and minimize the formation of twins. The concentration of methane was fixed at 5% (v / v) and oxygen was added up to 1% (v / v). Other growth conditions were the same. The diamond grown after 200 hours was about 1.8 mm thick. The growth rate decreased by about 10% with the addition of oxygen. On the other hand, the transparency of the diamond was very good as in Example 1, it was found that the occurrence of twins on the diamond growth surface is significantly reduced. Therefore, it was found that oxygen was very effective in increasing the crystallinity of diamond without significantly decreasing the growth rate.

도 1은 종래 기술에 따른 다이아몬드 단결정 성장 방법을 설명하는 모식도이다. 1 is a schematic diagram illustrating a diamond single crystal growth method according to the prior art.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 다이아몬드 단결정 성장 방법을 보여주는 모식도이다. Figure 2 is a schematic diagram showing a diamond single crystal growth method according to an embodiment of the present invention.

도 3은 다양한 다이아몬드 단결정의 형사을 보여주는 사시도이다. 3 is a perspective view showing the detective of various diamond single crystals.

도 4a 및 4b는 본 발명의 한 실시예에 따른 몰드 기판의 평면도 및 단면도이다. 4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view of a mold substrate according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 몰드 기판의 피트내에 다이아몬드 씨드가 놓인 모습을 보여주는 단면도이다. 5 is a cross-sectional view showing a diamond seed placed in a pit of a mold substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (10)

다이아몬드 씨드의 결정 형상에 상응하는 음각 패턴을 갖는 피트가 하나 이상 형성되어 있으며 열전도도가 1 W/cmK 이상인 몰드 기판을 제공하는 단계 및 다이아몬드 씨드를 상기 몰드 기판의 피트 내에 위치시킨 후 상기 피트 내에서 기상화학증착법에 의해 다이아몬드 단결정으로 성장시키는 단계를 포함하는 다이아몬드 단결정 성장 방법. Providing a mold substrate having at least one pit having a negative pattern corresponding to the crystal shape of the diamond seed and having a thermal conductivity of at least 1 W / cmK and positioning the diamond seed within the pit of the mold substrate and then within the pit. A diamond single crystal growth method comprising the step of growing into diamond single crystals by vapor chemical vapor deposition. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 몰드 기판의 온도를 제어하기 위한 금속 냉각부를 몰드 기판 하부에 제공하는 단계를 추가로 포함하는 다이아몬드 단결정 성장 방법. And providing a metal cooling portion under the mold substrate to control the temperature of the mold substrate. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 몰드는 고융점 금속, 세라믹 재료, 고열전도성 재료 및 단결정 재료로 구성된 그룹에서 선택되는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법. And wherein the mold is made of a material selected from the group consisting of high melting point metals, ceramic materials, high thermal conductivity materials, and single crystal materials. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 기상화학증착법에 사용되는 반응기체가 수소 및 메탄 혼합기체인 것을 특징으로 하는 방법. The reactor gas used in the chemical vapor deposition method is a mixture of hydrogen and methane. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 메탄의 함량은 0.5 에서 10% (v/v) 범위를 특징으로 하는 방법. The content of methane is characterized by a range of 0.5 to 10% (v / v). 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 반응기체가 메탄대비 50% (v/v)의 산소를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. And wherein the reactor further comprises 50% (v / v) oxygen relative to methane. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 몰드에 형성된 피트의 음각 패턴은 역피라미드 또는 정육면체 형상인 것을 특징으로 하는 방법. The intaglio pattern of the pit formed in the mold is inverted pyramid or cube shape. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 다이아몬드 씨드가 정팔면체 형상을 갖고, 몰드 기판에 형성된 피트의 음각 패턴은 역파라미드 형상으로서 (100) 면으로 성장이 가능하게 하는 역피라미드 형상인 것을 특징으로 하는 방법. The diamond seed has an octahedral shape, and the intaglio pattern of the pit formed on the mold substrate is an inverse pyramid shape which enables growth to the (100) plane as an inverse pamide shape. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 몰드 기판에 형성된 피트는 방전가공, 기계적 압흔 공정, 또는 화학적 이방성 부식 공정에 의해 형성된 것임을 특징으로 하는 방법. Wherein the pits formed on the mold substrate are formed by electrical discharge machining, mechanical indentation, or chemically anisotropic corrosion. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 기상화학증착법은 마이크로웨이브, 직류전원 또는 열필라멘트에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 방법. The vapor phase chemical vapor deposition method is characterized in that carried out by microwave, direct current power source or hot filament.
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KR20200129445A (en) * 2019-05-08 2020-11-18 한국과학기술연구원 Growth Method of Diamond Single Crystal Particles by Chemical Vapor Deposition

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