KR20160119068A - 다이아몬드 기판 및 다이아몬드 기판의 제조 방법 - Google Patents

다이아몬드 기판 및 다이아몬드 기판의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160119068A
KR20160119068A KR1020167018683A KR20167018683A KR20160119068A KR 20160119068 A KR20160119068 A KR 20160119068A KR 1020167018683 A KR1020167018683 A KR 1020167018683A KR 20167018683 A KR20167018683 A KR 20167018683A KR 20160119068 A KR20160119068 A KR 20160119068A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diamond
substrate
columnar
diamond substrate
less
Prior art date
Application number
KR1020167018683A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102106425B1 (ko
Inventor
히데오 아이다
코지 고야마
켄지로 이케지리
성우 김
Original Assignee
나미키 세이미츠 호오세키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 나미키 세이미츠 호오세키 가부시키가이샤 filed Critical 나미키 세이미츠 호오세키 가부시키가이샤
Publication of KR20160119068A publication Critical patent/KR20160119068A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102106425B1 publication Critical patent/KR102106425B1/ko

Links

Images

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
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C30B25/183—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate being provided with a buffer layer, e.g. a lattice matching layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C23C16/27—Diamond only
    • C23C16/274—Diamond only using microwave discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C23C16/27—Diamond only
    • C23C16/279—Diamond only control of diamond crystallography
    • 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
    • C30B23/025—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • 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
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—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
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
    • C30B25/105—Heating of the reaction chamber or the substrate by irradiation or electric discharge
    • 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
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C30B25/20—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate the substrate being of the same materials as the epitaxial layer
    • 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
    • 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
    • C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
    • C30B29/605—Products containing multiple oriented crystallites, e.g. columnar crystallites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02115—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material being carbon, e.g. alpha-C, diamond or hydrogen doped carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02527—Carbon, e.g. diamond-like carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02609—Crystal orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/7806—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices involving the separation of the active layers from a substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
    • H01L29/045—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes by their particular orientation of crystalline planes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1602—Diamond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/30—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface
    • H01L29/34—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface the imperfections being on the surface

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

결정 성장시에 응력을 해방함으로써, 다이아몬드 기판에의 크랙 발생을 방지하고, 다이아몬드 기판 내부의 결정면의 곡률을, 0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하로 저감가능한, 다이아몬드 기판 및 제조 방법을 제공하는 것으로서, 하지 기판을 준비하고, 그 하지 기판의 편면에 다이아몬드 단결정으로 이루어지는 기둥 형상 다이아몬드를 복수 형성하고, 각 기둥 형상 다이아몬드의 선단으로부터 다이아몬드 단결정을 성장시키고, 각 기둥 형상 다이아몬드의 선단으로부터 성장한 각 다이아몬드 단결정을 코어레슨스하여 다이아몬드 기판층을 형성하고, 하지 기판으로부터 다이아몬드 기판층을 분리하고, 다이아몬드 기판층으로부터 다이아몬드 기판을 제조함으로써, 다이아몬드 기판의 내부의 결정면의 곡률을 0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하로 한다.

Description

다이아몬드 기판 및 다이아몬드 기판의 제조 방법{DIAMOND SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING DIAMOND SUBSTRATE}
본 발명은 다이아몬드 기판 및 다이아몬드 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
다이아몬드는 궁극의 반도체 기판으로서 기대되고 있다. 그 이유는, 다이아몬드가 고열전도율, 높은 전자·정공 이동도, 높은 절연 파괴 전계 강도, 저유전 손실, 그리고 넓은 밴드 갭과 같은, 반도체 재료로서 그 밖에 유례없는, 뛰어난 특성을 많이 구비하고 있기 때문이다. 밴드 갭은 약 5.5eV로, 기존의 반도체 재료 중에서는 매우 높은 값을 갖는다. 특히 최근에는, 넓은 밴드 갭을 활용한 자외 발광소자나, 뛰어난 고주파 특성을 갖는 전계 효과 트랜지스터 등이 개발되고 있다.
다이아몬드를 반도체 기판으로서 사용하는 경우, 외형상, 아무런 곡률(즉, 휘어짐)이 없는 평판인 기판이, 결정축의 기울기가 없다는 점에서 바람직한데, 그러한 다이아몬드 기판을 얻기 위해서는, 현시점에서는 SiC 단결정 성장용의 RAF법을 응용할 수 밖에 없다. RAF법이란, SiC 단결정의 a면 방향으로 성장을 반복하는 성장 방법이며, Repeated a-Face(RAF)법으로 불린다. 성장한 잉곳으로부터 a면 단결정을 절출하고, 그 면에 성장시켜, 이후 a면 단결정의 절출과 그 면에서의 성장을 반복한다. 그 후, 잉곳으로부터 종결정을 절출한다. RAF법에 의해 얻어지는 다이아몬드 기판은, 현시점에서는 최대라도 10㎜각 정도이다.
다이아몬드를 반도체에 이용하는 것을 생각하면, 수인치 직경과 같은 어느 정도의 크기가 필요하다. 그 이유로서, Si 등의 일반적인 반도체의 미세 가공에서 사용되는 가공 장치를 다이아몬드에도 적용시키는 경우, 수인치 미만의 소형 기판에 적용하는 것이 곤란하기 때문이다.
여기서, 어느 정도의 크기를 갖는 다이아몬드를 성장시키는 방법으로서 몇 개의 아이디어가 제안되어 있고, 그 중에서도, 복수의 소형의 다이아몬드 단결정 기판을 나란히 배열한 다이아몬드 단결정 성장 방법(소위, 모자이크 성장법. 예를 들면 특허문헌 1 참조)이나, 단결정의 산화 마그네슘(MgO) 기판을 하지(下地) 기판으로서 이용하여, 그 하지 기판 상에 헤테로 에피택셜 성장법에 의해 다이아몬드막을 형성하는 제조 방법(예를 들면, 특허문헌 2 참조)이 유력한 후보로서 들 수 있다.
모자이크 성장법은, 복수의 다이아몬드 단결정 기판을 타일 형상으로 나란히 배열하고, 그 다이아몬드 단결정 기판상에, 새롭게 다이아몬드 단결정을 호모 에피택셜 성장시킴으로써, 대형 다이아몬드 단결정 기판을 성장 형성하는 수법이다. 그러나 타일 형상으로 나란히 배열한 다이아몬드 단결정 기판끼리의 결합 경계 상에는, 결정 품질이 열화한 영역으로서, 결합 경계가 발생한다. 따라서, 모자이크 성장법으로 얻어진 다이아몬드 단결정에는, 반드시 결합 경계가 발생해 버린다.
결합 경계가 발생하는 이유로서, 결합 경계의 영역에서는 성장이 랜덤으로 발생하고, 여러 방향에서의 코어레슨스(coalescence)가 일어나, 결합 경계에서 대량의 전위가 발생하기 때문이다. 이 결합 경계는 눈으로도 확인할 수 있을 정도의 명확한 경계선으로 된다.
결합 경계의 부분은, 반도체 디바이스의 성장에는 사용할 수 없기 때문에, 모자이크 성장법으로 얻어지는 다이아몬드 단결정 기판의 면적에 대하여, 실제로 사용 가능한 면적은 한정되어 버린다.
더욱 나쁜 것은, 반도체 디바이스의 제작이 가능한 다이아몬드 단결정 기판의 영역과, 반도체 디바이스 칩의 크기가 반드시 일치하지 않는다. 따라서, 이러한 다이아몬드 단결정 기판에 반도체 디바이스를 제작하는 프로세스에서는, 결합 경계를 피하도록 프로세스를 진행시킬 필요가 있다. 따라서, 반도체 디바이스 제작의 프로세스가 복잡하게 되어 버린다.
한편, 상기 헤테로 에피택셜 성장법은, 상이한 물성을 갖는 재료로 이루어지는 하지 기판상에, 다이아몬드 기판이 되는 다이아몬드막을 에피택셜 성장시키는 수법이다. 1개의 하지 기판상에 1매의 다이아몬드막을 에피택셜 성장시키므로, 상기 모자이크 성장법과 같이 복수의 다이아몬드 단결정 기판끼리 결합 경계가 발생할 우려가 없다.
따라서, 모자이크 결정법 및 헤테로 에피택셜 성장법의 2개의 방법 중, 반도체 디바이스가 제작 가능한 기판 면적의 제약을 받기 어렵다고 하는 점에서, 헤테로 에피택셜 성장법이 특히 유망하다.
그러나 하지 기판과 다이아몬드간의 격자 정수 및 열팽창 계수의 상이에 의해, 성장 형성되는 다이아몬드 기판의 결정 내부에 응력이 생겨, 다이아몬드 기판에 휘어짐이나 크랙이 발생한다. 따라서, 헤테로 에피택셜 성장법에서도 용이하게 대형의 기판을 얻을 수 있는 것은 아니다.
여기서 헤테로 에피택셜 성장법에서 다이아몬드에 발생하는 응력의 저감에 대하여, 몇개의 선행 기술이 보고되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).
일본특허공보 제3387154호 일본특허공보 제5066651호 일본특허공개공보 2007－287771호
이들 선행 기술을 이용함으로써, 현재까지 헤테로 에피택셜 성장법에서 1.5인치의 다이아몬드 기판이 실현되고 있지만, 크랙이 발생하지 않는 정도까지 휘어짐을 억제함으로써 달성하고 있다. 그러나, 만일 크랙이 없는 1.5인치 다이아몬드 기판을 달성해도, 다음 공정의 기판 가공 공정에 있어서, 실기판 표면과 결정면에 어긋남이 발생하여, 오프 각도의 면내 분포가 발생해 버린다.
크랙이 발생하지 않는 레벨까지 다이아몬드 기판의 휘어짐을 억제해도, 휘어짐이 해소되는 것은 아니다. 따라서, 휘어진대로 다이아몬드 기판의 가공을 행하지 않으면 안되어, 결과적으로 실기판 표면과 결정면에 어긋남이 발생해 버린다. 즉 오프 각도의 면내 분포가 발생한다.
또한 헤테로 에피택셜 성장법에서는, 하지 기판과 다이아몬드간의 격자 정수 및 열팽창 계수의 상이를 피할 수 없다. 따라서 도 12(a)에 나타내는 바와같이, 그러한 상이에 의해 하지 기판(101)과 다이아몬드(102)가 휘어진 상태에서, 다이아몬드(102)로부터 기판(103)을 평판 형상으로 성형 가공하여 취출하지 않으면 안되었다.
휘어진 상태에서는, 다이아몬드의 결정면은 곡률을 가지므로, 결정축의 기울기도 균일하게 맞출 수 없어, 각도 편차가 발생했다. 그 다이아몬드로부터 취출한 기판은, 도 12(b)에 화살표로 나타내는 바와같이, 기판(103)의 중심부로부터 단부로 감에 따라 각도의 편차가 커져 버려, 결정축의 각도를 균일하게 할 수 없어, 결정축의 각도 편차는 개선되지 않고 그대로 잔존하고 있었다.
이러한 기판(103)의 표면상에 반도체막을 형성하면, 그 반도체막의 결정축이, 기판(103)의 결정축의 어긋남의 영향을 받게 되어, 반도체막의 결정축의 각도 편차가 발생해 반도체막의 특성의 면내 편차를 억제할 수 없었다.
결정축의 각도가 맞추어져 있는 경우, 결정 결함의 발생을 억제할 수 있지만, 각도 편차를 갖는 다이아몬드 기판의 표면상에 반도체막을 형성하면, 그 반도체막의 결정축이, 다이아몬드 기판의 결정축의 어긋남의 영향을 받게 되어, 반도체막의 결정축의 각도 편차가 발생하여 반도체막의 특성의 면내 편차를 억제할 수 없었다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 결정 성장시에 응력을 해방함으로써, 다이아몬드 기판에의 크랙 발생을 방지하고, 다이아몬드 기판 내부의 결정면의 곡률을, 0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하로 저감 가능한, 다이아몬드 기판을 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 결정 성장시에 응력을 해방함으로써 다이아몬드 기판에의 크랙 발생을 방지함과 함께, 다이아몬드 기판 내부의 결정면의 곡률을, 0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하에 있게 한 다이아몬드 기판의 제조를 가능하게 하는, 다이아몬드 기판의 제조 방법의 제공을 과제로 한다.
상기 과제는 이하의 본 발명에 의해 달성된다. 즉, 본 발명의 다이아몬드 기판은, 다이아몬드 단결정으로 이루어지고, 또한 다이아몬드 기판의 내부의 결정면이 곡률을 갖고 있고, 그 곡률이 0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 다이아몬드 기판의 제조 방법은, 하지 기판을 준비하고, 그 하지 기판의 편면에 다이아몬드 단결정으로 이루어지는 기둥 형상 다이아몬드를 복수 형성하고, 각 기둥 형상 다이아몬드의 선단으로부터 다이아몬드 단결정을 성장시켜, 각 기둥 형상 다이아몬드의 선단으로부터 성장한 각 다이아몬드 단결정을 코어레슨스하여 다이아몬드 기판층을 형성하고, 하지 기판으로부터 다이아몬드 기판층을 분리하고, 다이아몬드 기판층으로부터 다이아몬드 기판을 제조하여, 다이아몬드 기판의 내부의 결정면의 곡률을, 0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다이아몬드 기판 및 그 제조 방법에서는, 다이아몬드 기판층의 성장시에, 기둥 형상 다이아몬드를 파괴함으로써, 다이아몬드 기판층을 하지 기판으로부터 분리한다. 따라서 다이아몬드 기판층에서 발생하는 응력이 커져도, 기둥 형상 다이아몬드의 파괴에 의해 다이아몬드 기판층의 응력이 외부로 해방된다. 따라서, 다이아몬드 기판층에서의 결정 일그러짐의 발생이 억제되어, 다이아몬드 기판층 내부의 결정축의 각도 편차가 억제된다. 이상에 의해, 다이아몬드 기판층 내부의 결정면의 곡률을 일정 범위(0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하)로 있게 하는 것이 가능하게 되어, 다이아몬드 기판면 내의 결정면의 경사(오프 각도)의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 다이아몬드 기판의 표면상에 형성되는 반도체막의 결정축이, 다이아몬드 기판의 결정축의 어긋남으로부터 받는 영향을 저감할 수 있으므로, 반도체막의 결정축의 각도 편차가 저감되어, 반도체막의 특성의 면내 편차 발생을 억제하는 것도 가능해진다.
또한, 기둥 형상 다이아몬드의 파괴에 의해 다이아몬드 기판층의 응력이 외부로 해방되므로, 다이아몬드 기판층 및 다이아몬드 기판에의 크랙 발생이 방지된다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 다이아몬드 기판의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 하지 기판을 나타내는 개략 설명도이다.
도 3은 본 실시 형태의 다이아몬드층 부착 하지 기판의 상태를 나타내는 개략 설명도이다.
도 4는 복수의 기둥 형상 다이아몬드가 형성된 하지 기판을 나타내는 개략도이다.
도 5는 복수의 기둥 형상 다이아몬드가 형성된 하지 기판을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 다이아몬드 기판층이 형성된, 기둥 형상 다이아몬드 부착 하지 기판을 나타내는 개략도이다.
도 7은 다이아몬드 기판층이 형성된, 기둥 형상 다이아몬드 부착 하지 기판을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 인장 응력이 발생하여 볼록 형상으로 휘어진, 다이아몬드 기판층, 하지 기판, 및 각 기둥 형상 다이아몬드를 나타내는 개략 설명도이다.
도 9는 기둥 형상 다이아몬드가 파괴되어, 다이아몬드 기판층과 하지 기판이 분리되는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 10은 복수의 기둥 형상 다이아몬드가 형성된 하지 기판의 별도 형태를 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 실시 형태에 따른 다이아몬드 기판의 결정축의 각도의 일 예를 나타내는 개략도이다.
도 12(a)는 헤테로 에피택셜 성장법에 있어서의, 하지 기판과 다이아몬드의 상태를 나타내는 개략 설명도이다. 도 12(b)는 도 12(a)의 다이아몬드로부터 취출된 다이아몬드 기판의 결정축의 각도의 일 예를 나타내는 개략도이다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 다이아몬드 기판을 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 다이아몬드 기판의 평면 방향의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 사각형 등이라도 좋다. 그러나 표면 탄성파 소자, 서미스터, 반도체 디바이스 등과 같은 용도의 제조 공정에서의 사용이 용이하다고 하는 관점으로부터, 원 형상이 바람직하다. 특히, 도 1에 나타내는 바와같이 오리엔테이션 플랫면이 설치된 원 형상이 바람직하다.
다이아몬드 기판(1)의 형상이 원 형상, 또는 도 1에 나타내는 바와같이 오리엔테이션 플랫면이 설치된 원 형상인 경우, 직경은 0.4인치(약 10㎜) 이상이 대형화의 관점에서 바람직하다. 또한 실용적인 기판에서의 대형화라고 하는 관점에서, 직경은 2인치(약 50.8㎜) 이상이 바람직하고, 3인치(약 76.2㎜) 이상인 것이 보다 바람직하고, 6인치(약 152.4㎜) 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한 다이아몬드 기판(1)의 치수 공차를 고려하여, 본원에서는, 직경 2인치에 관해서는 50.8㎜의 2%에 해당되는 1.0㎜를 감산한, 직경 49.8㎜ 이상∼50.8㎜의 범위도 2인치에 해당한다고 정의한다.
또한, 직경의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 실용상의 관점에서 8인치(약 203.2㎜) 이하가 바람직하다. 또한, 한번에 많은 소자나 디바이스를 제조하기 위해서, 직경 2인치와 동등 이상의 면적을 갖는, 사각형의 다이아몬드 기판을 이용해도 좋다.
따라서, 다이아몬드 기판(1)의 표면(2)은, 적어도 0.78㎠의 표면적을 갖는다. 또한, 대형화라고 하는 관점에서, 20㎠∼1297㎠까지의 표면적을 갖는 것이 보다 바람직하다.
또한, 다이아몬드 기판(1)의 두께(t)는 임의로 설정 가능하지만, 자립한 기판으로서 3.0㎜ 이하인 것이 바람직하고, 소자나 디바이스의 제조 라인에 이용하기 위해서는 1.5㎜ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 두께(t)의 하한치는 특별히 한정되지 않지만, 다이아몬드 기판(1)의 강성을 확보하여 균열이나 단열 또는 크랙의 발생을 방지한다라는 관점에서, 0.05㎜ 이상인 것이 바람직하고, 0.3㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다.
여기서 본 발명에 있어서의 「자립한 기판」또는 「자립 기판」이란, 스스로의 형상을 보존유지 가능할 뿐만 아니라, 핸들링에 문제가 발생하지 않는 정도의 강도를 갖는 기판을 가리킨다. 이러한 강도를 가지기 위해서는, 두께(t)는 0.3㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한 다이아몬드는 매우 단단한 재료이므로, 소자나 디바이스 형성 후의 벽개의 용이성 등을 고려하면, 자립 기판으로서의 두께(t)의 상한은 3.0㎜ 이하가 바람직하다. 또한, 소자나 디바이스 용도로서 가장 사용 빈도가 높고, 또한 자립한 기판의 두께로서, 두께(t)는 0.5㎜ 이상 0.7㎜ 이하(500㎛ 이상 700㎛ 이하)가 가장 바람직하다.
다이아몬드 기판(1)을 형성하는 다이아몬드 결정은, 다이아몬드 단결정이 바람직하다. 다이아몬드 단결정은, Ia형, IIa형, 또는 IIb형의 어느 쪽이라도 좋지만, 다이아몬드 기판(1)을 반도체 디바이스의 기판으로서 이용하는 경우는, 결정 결함이나 일그러짐의 발생량의 점에서, Ia형이 보다 바람직하다. 또한, 다이아몬드 기판(1)은 단일 다이아몬드 단결정으로 형성하는 것으로 하여, 표면(2)상에 복수의 다이아몬드 단결정을 결합한 결합 경계가 없는 것으로 한다.
다이아몬드 기판(1)의 표면(2)에는, 랩핑, 연마, 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 가공이 실시된다. 한편, 다이아몬드 기판(1)의 이면에는, 랩핑 및/또는 연마가 실시된다. 표면(2)의 가공은, 주로 평탄한 기판 형상을 달성하기 위해서 실시되고, 이면의 가공은, 주로 소망의 두께(t)를 달성하기 위해서 실시된다. 또한 표면(2)의 표면 거칠기(Ra)는, 소자나 디바이스 형성이 가능한 정도가 바람직하기 때문에, 1㎚ 미만으로 형성하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 원자 레벨로 평탄하게 되는 0.1㎚ 이하로 형성하는 것이다. Ra의 측정은, 표면 거칠기 측정기에 의해 행한다.
다이아몬드 기판(1)이 단결정인 경우, 그 표면(2)의 결정면의 면 방위는, (111), (110), (100)의 어느 쪽이라도 좋고, 이들 면 방위에 한정되지 않는다. 단, 소자나 디바이스 형성, 또는 다이아몬드 단결정의 성장 등의 용도로 가장 많이 이용된다는 점에서, (100)이 바람직하다.
또한 본 발명의 다이아몬드 기판(1)에서는, 표면(2)에 나타나지 않는 기판(1) 내부의 결정면이, 기판(1)의 단부로부터 중심부에 걸쳐 휘어져 있고, 곡률을 갖는 것으로 한다. 즉 다이아몬드 기판(1)은 외관상, 표면(2) 및 이면이 평탄하고 평행하게 형성된 평판형으로 성형되어 있지만, 기판(1) 내부에 있어서의 결정축(3)은 도 11에 나타내는 바와같이, 기판(1)의 중심부로부터 단부로 감에 따라 각도의 편차가 커져 있다. 본 발명의 다이아몬드 기판(1)에서는, 이러한 기판(1) 내부에 있어서의 결정축(3)의 각도 편차를 허용한다. 그러나, 기판(1) 내부의 결정면의 곡률을 일정 범위에 있게 하는 것을 특징으로 한다. 기판(1) 내부의 결정면은 어느것이라도 좋지만, 일 예로서 (001)를 들 수 있다. (001)면은 기판(1)의 연마가 용이하고, 미소(微小) 각도로 경사를 부여하는 것이 용이해져, 바람직하다.
본 발명에서는, 표면(2)에 나타나지 않는 기판(1) 내부의 결정면의 곡률을, 0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하로 한다. 곡률을, 0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하에 있게 함으로써, 기판(1) 내부의 결정면의 경사(오프 각도)의 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다. 특히, 소자나 디바이스 형성 또는 다이아몬드 단결정의 성장 등의 용도로 가장 많이 이용되는, 두께(t)가 0.5㎜ 이상 0.7㎜ 이하의 다이아몬드 기판에 있어서 효과를 갖는다. 따라서, 표면(2) 상에 형성되는 반도체막의 결정축이, 다이아몬드 기판(1)의 결정축의 어긋남으로부터 받는 영향을 저감할 수 있다. 또한, 반도체막의 결정축의 각도 편차가 저감되어, 반도체막의 특성의 면내 편차 발생을 억제하는 것도 가능해진다. 1500㎞－1 초과에서는 상기 균일성은 도모하는 것이 불가능하다.
또한, 반도체막의 결정축의 각도 편차가 저감됨으로써, 각도 편차에 의해 발생하는 반도체막의 요철도 저감되고, 그 요철에 의해 발생하는 결함도 저감된다. 또한, 기판(1)의 표면(2)에 있어서의 결정축(3)의 각도 편차도 저감되므로, 표면(2) 상의 요철 발생도 억제되고, 표면(2)의 결정 결함도 억제되어 표면 결함 밀도도 저감된다. 또한 곡률은, 원자간력 현미경(AFM：Atomic Force Microscope)이나 X선 회절(X-ray diffraction) 등에 의해 측정한다.
또한 기판(1) 내부의 결정면의 곡률을, 0㎞－1 을 초과하고 400㎞－1 이하로 함으로써, 예를 들면 2인치의 직경을 갖는 다이아몬드 기판(1) 양단간에 있어서의 기판(1) 내부의 결정면의 경사 각도를 1°정도까지 저감하는 것이 가능해진다. 따라서, 경사(오프 각도)의 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한 기판(1) 내부의 결정면의 곡률을, 0㎞－1 을 초과하고 200㎞－1 이하로 함으로써, 예를 들면 2인치의 직경을 갖는 다이아몬드 기판(1) 양단간에 있어서의 기판(1) 내부의 결정면의 경사 각도를 0.5°정도까지 저감하는 것이 가능해진다. 따라서, 경사(오프 각도)의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
다음에, 도 2∼도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 다이아몬드 기판의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 우선, 도 2에 나타내는 바와같이 하지 기판(4)을 준비한다. 하지 기판(4)의 재질은, 예를 들면, 산화 마그네슘(MgO), 산화 알루미늄(α－Al2O3：사파이어), Si, 석영, 백금, 이리듐, 티탄산 스트론튬(SrTiO3) 등을 들 수 있다.
그 중에서도 특히 MgO 단결정 기판과 산화 알루미늄(사파이어) 단결정 기판은, 열적으로 매우 안정되어 있고, 8인치(약 203.2㎜)까지의 직경의 기판이 나와 있기 때문에, 간단하게 입수 가능하다는 이유에서, 다이아몬드 단결정 성장용의 하지 기판으로서 바람직하다.
또한 하지 기판(4)은, 적어도 편면(4a)이 경면 연마된 것을 이용한다. 후술하는 다이아몬드층의 성장 공정에 있어서, 다이아몬드층은 경면 연마된 면측(편면(4a)의 면 상)에서 성장 형성된다. 또한, 필요에 따라서 편면(4a) 및 이면(4b)이 경면 연마된 하지 기판을 이용해도 좋고, 이 경우 어느 한쪽의 면을 다이아몬드층의 성장면으로서 임의로 이용할 수 있다.
경면 연마는, 적어도 편면(4a) 상에서 다이아몬드층이 성장 가능한 정도까지 평활하게 되도록 행해지면 좋고, 기준으로서는 표면 거칠기(Ra)로 10㎚ 이하까지 연마하는 것이 바람직하다. 편면(4a)의 Ra가 10㎚를 초과하면, 편면(4a) 상에 성장시키는 다이아몬드층의 품질 악화를 초래해 버린다. 또한, 편면(4a) 상에는 크랙이 없는 것으로 한다. Ra의 측정은, 표면 거칠기 측정기에 의해 행한다.
또한, 하지 기판(4)에 MgO 단결정 기판을 이용하는 경우, 다이아몬드층의 성장면으로서 바람직하게는 (001)을 들 수 있다. 그러나, (001) 이외의 면도 사용 가능하다.
하지 기판(4)의 평면 방향의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 원 형상이나 사각형이라도 좋다. 또한, 하지 기판(4)이 원 형상인 경우, 직경은 0.4인치(약 10㎜) 이상이 대형화의 관점에서 바람직하다. 또한 실용적인 대형화라고 하는 관점에서, 하지 기판(4)의 직경은 2인치(약 50.8㎜) 이상인 것이 바람직하고, 3인치(약 76.2㎜) 이상인 것이 보다 바람직하고, 6인치(약 152.4㎜) 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 직경의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 실용상의 관점에서 8인치 이하가 바람직하다. 또한 하지 기판(4)의 치수 공차를 고려하여, 본원에서는, 직경 2인치에 관해서는 50.8㎜의 2%에 해당되는 1.0㎜를 감산한, 직경 49.8㎜ 이상∼50.8㎜의 범위도 2인치에 해당한다고 정의한다.
한편, 하지 기판(4)이 사각형인 경우는 대형화라고 하는 관점에서, 10㎜×10㎜ 이상인 것이 바람직하고, 50㎜×50㎜ 이상인 것이 보다 바람직하고, 75㎜×75㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 치수의 상한값은 실용상의 관점에서, 200㎜×200㎜ 이하가 바람직하다.
따라서, 하지 기판(4)의 표면은, 적어도 1㎠의 표면적을 갖는다. 또한, 대형화라고 하는 관점에서, 20㎠∼1297㎠까지의 표면적을 갖는 것이 보다 바람직하다.
또한, 하지 기판(4)의 두께(d4)는, 3.0㎜ 이하인 것이 바람직하고, 1.5㎜ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0㎜ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 두께(d4)의 하한치는 특별히 한정되지 않지만, 하지 기판(4)의 강성을 확보하는 관점에서 0.05㎜ 이상인 것이 바람직하고, 0.4㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한 하지 기판(4)의 평면 방향의 형상이 원 형상이고, 직경이 10㎜ 이상 150㎜ 이하일때는, 두께(d4)는 0.3㎜ 이상인 것이 바람직하고, 직경이 150㎜를 초과할 때는, 두께(d4)는 0.6㎜ 이상이 바람직하다.
하지 기판(4)을 준비하면, 다음에 편면(4a)에 도 3에 나타내는 바와같이 다이아몬드 단결정으로 이루어지는 다이아몬드층(9)을 성장시켜 형성한다. 다이아몬드층(9)의 성장 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 성장 방법의 구체적인 예로서는, 펄스 레이저 증착(PLD：Pulsed Laser Deposition) 법이나, 화학 기상 증착법(CVD：Chemical Vapor Deposition) 법 등의 기상 성장법 등을 이용하는 것이 바람직하다.
다이아몬드층(9)의 성장전에는 하지 기판(4)의 서멀 클리닝을 행하고, 다음에 다이아몬드층(9)을 성장시킨다. 상기 PLD법으로서는, 실질적으로 산소로 이루어지는 가스 분위기하에서, 그래파이트, 어모퍼스 카본 또는 다이아몬드를 함유하는 타겟에 대하여, 레이저 스퍼터링을 행하여 타겟으로부터 탄소를 비산시켜, 하지 기판(4)의 편면(4a) 상에 다이아몬드층(9)을 성장시킨다. 또한, 노내 압력은 1.33×10－4Pa∼133.32Pa, 하지 기판(4)의 온도는 300℃∼1000℃, 타겟과 하지 기판(4)의 사이의 거리는 10㎜∼100㎜의 범위인 것이 바람직하다.
상기 CVD법으로서는, CVD 성장로 내에 하지 기판(4)을 배치하고, 하지 기판(4)의 편면(4a) 상에 CVD 다이아몬드 단결정을 성장시킨다. 성장 방법은, 직류 플라즈마법, 열 필라멘트법, 연소염법, 아크 젯법 등이 이용 가능하지만, 불순물의 혼입이 적은 고품질의 다이아몬드를 얻기 위해서는 마이크로파 플라즈마법이 바람직하다.
마이크로파 플라즈마 CVD에 의한 다이아몬드층(9)의 에피택셜 성장에서는, 원료 가스로서 수소, 탄소를 포함한 기체를 사용한다. 수소, 탄소를 포함한 기체로서 메탄/수소 가스 유량비 0.001%∼30%에서 메탄을 성장로 내에 도입한다. 노내 압력은 약 1.3×103Pa∼1.3×105Pa로 유지하고, 주파수 2.45GHz(±50MHz), 혹은 915MHz(±50MHz)의 마이크로파를 전력 100W∼60kW 투입함으로써 플라즈마를 발생시킨다. 그 플라즈마에 의한 가열로 온도를 700℃∼1300℃로 유지한 하지 기판(4)의 편면(4a) 상에 활성종을 퇴적시켜, CVD 다이아몬드를 성장시킨다.
또한 다이아몬드층(9)의 성장전에, 전처리로서 하지 기판(4)의 면 상에, 이리듐(Ir) 단결정막을 성막하고, 그 Ir 단결정막 상에 다이아몬드층(9)을 성장 형성해도 좋다.
도 3에 나타내는 다이아몬드층(9)의 두께(d9)는, 형성하고자 하는 기둥 형상 다이아몬드의 높이분이 되도록 설정하고, 30㎛ 이상 500㎛ 이하의 두께로 성장하는 것이 바람직하다.
다음에 다이아몬드층(9)으로부터, 복수의 기둥 형상 다이아몬드(11)를 형성한다. 그 형성에는, 에칭이나 포토리소그래피, 레이저 가공 등으로 기둥 형상 다이아몬드(11)를 형성하면 좋다.
하지 기판(4)에 대하여 다이아몬드층(9)은 헤테로 에피택셜 성장에 의해 형성되므로, 다이아몬드층(9)에는 결정 결함이 많이 형성되지만, 복수의 기둥 형상 다이아몬드(11)로 함으로써 결함을 줄이는 것이 가능해진다.
다음에, 기둥 형상 다이아몬드(11)의 선단에, 다이아몬드 기판층(12)을 성장시켜 형성한다. 각 기둥 형상 다이아몬드(11)의 선단으로부터 다이아몬드 단결정을 성장시킴으로써, 어느 기둥 형상 다이아몬드(11)로부터나 균등하게 다이아몬드 단결정의 성장을 진행시킬 수 있다. 그리고, 각 기둥 형상 다이아몬드(11)의 높이 방향에 대하여 횡방향으로 성장시킴으로써, 동일한 타이밍에서 각 기둥 형상 다이아몬드(11)로부터 성장된 다이아몬드 단결정의 코어레슨스를 개시시키는 것이 가능해진다.
각 기둥 형상 다이아몬드(11)로부터 성장시킨 다이아몬드 단결정끼리 코어레슨스함으로써 다이아몬드 기판층(12)을 제조한다. 하지 기판(4)의 직경에 따라서, 형성할 수 있는 기둥 형상 다이아몬드(11)의 개수도 바뀌고, 하지 기판(4)의 직경이 커짐에 따라서 기둥 형상 다이아몬드(11)의 개수도 늘릴 수 있다. 따라서 0.4인치의 하지 기판으로부터는 0.4인치의 다이아몬드 기판층을 제작하는 것이 가능해지고, 8인치의 하지 기판으로부터는 8인치의 다이아몬드 기판층을 제작하는 것이 가능해진다.
또한 각 기둥 형상 다이아몬드(11)간의 피치를, 다이아몬드 단결정의 핵끼리의 성장과 동일한 간격(피치)으로 설정하고, 각 기둥 형상 다이아몬드로부터 다이아몬드 단결정을 성장시킴으로써, 다이아몬드 기판층(12)의 표면의 품질이 개선된다. 또한, 기둥 형상 다이아몬드(11)의 직경과 피치를 각각 10㎛ 이하로 설정함으로써, 다이아몬드 기판층(12)의 표면의 품질이 개선된다.
각 기둥 형상 다이아몬드(11)간의 피치의 값에 관해서는 적절히 선택가능하다. 그러나, 각 기둥 형상 다이아몬드(11)로부터 성장한 다이아몬드 단결정의 코어레슨스가, 동일한 타이밍에서 개시할지 여부의 관점에서, 피치의 값을 적절히 선택하면 좋다.
다이아몬드 기판층(12)의 형성 후, 기둥 형상 다이아몬드(11) 부분에서 다이아몬드 기판층(12)을 하지 기판(4)으로부터 분리한다. 기둥 형상 다이아몬드(11) 부분에서 분리시키기 위해서는, 기둥 형상 다이아몬드(11) 부분에 어떠한 힘을 가할 필요가 있다. 본 발명에서는 다이아몬드 기판층(12)의 성장시에, 하지 기판(4)과 다이아몬드 기판층(12)에 발생하는 휘어짐에 의해 기둥 형상 다이아몬드(11)에 응력을 발생시키고, 그 응력에 의해 기둥 형상 다이아몬드(11)를 파괴하여, 다이아몬드 기판(12)을 하지 기판(4)으로부터 분리한다.
예를 들면, 도 8에 나타내는 바와같이 MgO 단결정제의 하지 기판(4)은, 그 열팽창 계수 및 격자 정수가 다이아몬드 단결정제의 다이아몬드 기판층(12)의 그들보다도 크다. 따라서, 다이아몬드 기판층(12)의 성장 후의 냉각시에 있어서, 다이아몬드 기판층(12)측에 중심부로부터 단부측을 향하여, 화살표로 나타내는 바와같이 인장 응력이 발생한다. 인장 응력은, 하지 기판(4)과 다이아몬드 기판층(12)의 격자 정수차에 의해서 발생하는 응력 및/또는 하지 기판(4)과 다이아몬드 기판층(12)의 열팽창 계수차에 의해서 발생한다. 그 결과, 도 8에 나타내는 바와같이 다이아몬드 기판층(12)측이 볼록 형상이 되도록, 다이아몬드 기판층(12), 하지 기판(4) 및 각 기둥 형상 다이아몬드(11) 전체가 크게 휘어진다.
또한, 각 기둥 형상 다이아몬드(11)에 큰 인장 응력이 가해져, 각 기둥 형상 다이아몬드(11)에 크랙이 발생한다. 이 크랙 발생이 진행함으로써, 도 9에 나타내는 바와같이 기둥 형상 다이아몬드(11)가 파괴되어, 다이아몬드 기판층(12)이 하지 기판(4)으로부터 분리된다.
다이아몬드 기판층(12)의 대형화에 따라, 다이아몬드 기판층(12)에서 발생하는 응력이 커져도, 기둥 형상 다이아몬드(11)의 파괴에 의해 다이아몬드 기판층(12)의 응력이 외부로 해방된다. 따라서, 다이아몬드 기판층(12)에의 크랙 발생이 방지되고, 이 점에서도 대형 다이아몬드 기판(1)의 제조를 가능하게 하고 있다.
또한, 하지 기판(4)과 다이아몬드 기판층(12)의 격자 정수차에 의해서 발생하는 응력, 및/또는, 하지 기판(4)과 다이아몬드 기판층(12)의 열팽창 계수차에 의해서 발생하는 응력을 분리에 이용함으로써, 다이아몬드 기판층(12)의 성장 후에 별도, 분리를 위한 장치나 기구 또는 공정이 불필요해진다. 따라서, 다이아몬드 기판(1)의 제조 공정의 간략화 및 분리 공정의 용이화가 가능해진다.
또한, 기둥 형상 다이아몬드(11)의 높이 방향을, 다이아몬드층(9) 및 각 기둥 형상 다이아몬드(11)를 형성하는 다이아몬드 단결정의 (001)면에 대하여, 수직인 방향으로 설정함으로써, 응력 부가에 의한 기둥 형상 다이아몬드(11)의 파괴가 원활히 진행하므로 바람직하다.
또한, 도 3에 나타내는 다이아몬드층(9)의 두께(d9)는, 형성하고자 하는 기둥 형상 다이아몬드의 높이분이 되도록 설정하고, 30㎛ 이상 500㎛ 이하의 두께로 성장하는 것이 바람직하다. 또한 도 10에 나타내는 바와같이, 두께(d9)의 저부의 일부 두께에 상당하는 다이아몬드층(9)을 남기고, 기둥 형상 다이아몬드(11)를 형성해도 좋다.
도 4∼도 10에 있어서의 각 기둥 형상 다이아몬드(11)의 어스펙트비는, 다이아몬드 기판층(12)의 성장시에 각 기둥 형상 다이아몬드(11)가 다 메워지지 않는 바와 같은 값으로 하고, 구체적으로는 5 이상이 바람직하다.
기둥 형상 다이아몬드(11)의 단면 형상은, 사각형이거나 원 형상이라도 좋다. 그러나, 기둥 형상 다이아몬드(11)는 응력이 인가되었을 때에, 신속하게 파괴될 필요가 있다. 이상의 점을 고려하면, 기둥 형상 다이아몬드(11)의 단면 형상은 원 형상(즉, 기둥 형상 다이아몬드(11)가 원기둥 형상)인 쪽이, 응력이 원주 방향에 걸쳐 균등하게 걸리기 때문에, 각 기둥 형상 다이아몬드(11)의 파괴를 균일하게 할 수 있다. 따라서, 파괴 불균일에 의한 다이아몬드 기판층(12)에의 균열이나 단열 또는 크랙 발생 등을 방지할 수 있으므로, 원 형상이 보다 바람직하다.
또한, 각 기둥 형상 다이아몬드(11)의 직경은, 서브 미크론∼5㎛ 정도로 설정하고, 높이 방향에 있어서 기둥 형상 다이아몬드의 중심 부분의 직경을, 선단 부분의 직경보다도 가늘게 형성하는 것이, 기둥 형상 다이아몬드(11)의 파괴를 보다 용이하고 또한 원활하게 진행 가능해져, 바람직하다.
하지 기판(4)으로부터 다이아몬드 기판층(12)을 분리 후, 다이아몬드 기판층(12)을 연마하여 잔존하는 기둥 형상 다이아몬드(11)를 제거하고, 슬라이스, 및 원형 펀칭 가공하여 원판을 절출한다. 또한, 그 원판에 랩핑, 연마, CMP 등의 다양한 가공, 및 필요에 따라서 경면 연마를 실시함으로써, 다이아몬드 기판층(12)으로부터 다이아몬드 기판(1)을 제조한다. 따라서, 다이아몬드 기판층(12)의 두께(d12)는, 연마여유분 등을 고려하여, 상기 t보다도 약간 두껍게 설정한다. 연마여유분으로서는, 다이아몬드는 최고 경도를 갖는 재료이므로 연마 공정의 곤란함으로부터 가능한한 얇게 설정하는 것이 바람직하고, 일 예로서 50㎛로 하면 좋다.
이상, 본 발명에 따른 다이아몬드 기판(1)의 제조 방법에서는, 다이아몬드 기판층(12)의 성장시에, 기둥 형상 다이아몬드(11)를 파괴함으로써, 다이아몬드 기판층(12)을 하지 기판(4)으로부터 분리하고 있다. 따라서 다이아몬드 기판층(12)에서 발생하는 응력이 커져도, 기둥 형상 다이아몬드(11)의 파괴에 의해 다이아몬드 기판층(12)의 응력이 외부로 해방된다. 따라서, 다이아몬드 기판층(12)에서의 결정 일그러짐의 발생이 억제되어, 다이아몬드 기판층(12) 내부의 결정축의 각도 편차가 억제된다. 이상에 의해, 다이아몬드 기판층(12) 내부의 결정면의 곡률을 일정 범위(0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하)로 있게하는 것이 가능하게 되어, 다이아몬드 기판(1)면 내의 결정면의 경사(오프 각도)의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 기둥 형상 다이아몬드(11)의 파괴에 의해 다이아몬드 기판층(12)의 응력이 외부로 해방되기 때문에, 다이아몬드 기판층(12) 및 다이아몬드 기판(1)으로의 크랙 발생이 방지된다.
1 : 다이아몬드 기판
2 : 다이아몬드 기판의 표면
3 : 다이아몬드 기판 내부의 결정축
4 : 하지 기판
4a : 하지 기판의 편면
4b : 하지 기판의 이면
9 : 다이아몬드층
11 : 기둥 형상 다이아몬드
12 : 다이아몬드 기판층
t : 다이아몬드 기판의 두께
d4 : 하지 기판의 두께
d9 : 다이아몬드층의 두께
d12 : 다이아몬드 기판층의 두께

Claims (25)

  1. 다이아몬드 기판은 다이아몬드 단결정으로 이루어지고,
    또한 다이아몬드 기판의 내부의 결정면이 곡률을 갖고 있고, 그 곡률이 0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  2. 제1항에 있어서, 　
    상기 곡률이 0㎞－1을 초과하고 400㎞－1 이하인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 곡률이 0㎞－1을 초과하고 200㎞－1 이하인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,　
    상기 다이아몬드 기판의 평면 방향의 형상이, 원 형상 또는 오리엔테이션 플랫면이 설치된 원 형상이며, 직경이 0.4인치 이상인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  5. 제4항에 있어서,
    　상기 직경이 2인치 이상인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 직경이 2인치 이상 8인치 이하인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결정면이 (001)인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,　
    상기 다이아몬드 기판의 표면의 표면 거칠기(Ra)가 1㎚ 미만인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 표면 거칠기(Ra)가 0.1㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 기판의 두께가, 0.05㎜ 이상 3.0㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 두께가, 0.3㎜ 이상 3.0㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 다이아몬드 기판의 두께가 0.5㎜ 이상 0.7㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판.
  13. 하지 기판을 준비하고,
    그 하지 기판의 편면에 다이아몬드 단결정으로 이루어지는 기둥 형상 다이아몬드를 복수 형성하고,
    각 기둥 형상 다이아몬드의 선단으로부터 다이아몬드 단결정을 성장시켜, 각 기둥 형상 다이아몬드의 선단으로부터 성장한 각 다이아몬드 단결정을 코어레슨스하여 다이아몬드 기판층을 형성하고,
    하지 기판으로부터 다이아몬드 기판층을 분리하고,
    다이아몬드 기판층으로부터 다이아몬드 기판을 제조하고,
    다이아몬드 기판의 내부의 결정면의 곡률을, 0㎞－1을 초과하고 1500㎞－1 이하로 하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하지 기판과 상기 다이아몬드 기판층의 분리를, 상기 기둥 형상 다이아몬드에 응력을 발생시키고, 상기 기둥 형상 다이아몬드를 파괴하여 행하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 응력이, 상기 하지 기판과 상기 다이아몬드 기판층의 격자 정수차에 의해서 발생하는 응력 및/또는 상기 하지 기판과 상기 다이아몬드 기판층의 열팽창 계수 차에 의해서 발생하는 응력인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 기둥 형상 다이아몬드의 어스펙트비가, 5 이상인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기둥 형상 다이아몬드의 직경과 피치를, 각각 10㎛ 이하로 설정하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하지 기판의 상기 편면의 표면 거칠기(Ra)가, 10㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기둥 형상 다이아몬드의 높이 방향을, 상기 기둥 형상 다이아몬드를 형성하는 상기 다이아몬드 단결정의 (001)면에 대하여 수직인 방향으로 설정하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  20. 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기둥 형상 다이아몬드가 원기둥 형상이며,
    높이 방향에 있어서, 상기 기둥 형상 다이아몬드의 중심 부분의 직경이, 선단 부분의 직경보다도 가늘게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  21. 제13항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 곡률을 0㎞－1을 초과하고 400㎞－1 이하로 하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  22. 제13항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 곡률이 0㎞－1을 초과하고 200㎞－1 이하인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  23. 제13항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 기판의 평면 방향의 형상을, 원 형상 또는 오리엔테이션 플랫면이 설치된 원 형상으로 하고, 직경이 0.4인치 이상인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 직경이 2인치 이상인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    상기 직경이 2인치 이상 8인치 이하인 것을 특징으로 하는 다이아몬드 기판의 제조 방법.
KR1020167018683A 2014-02-05 2015-02-02 다이아몬드 기판 및 다이아몬드 기판의 제조 방법 KR102106425B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-020565 2014-02-05
JP2014020565 2014-02-05
PCT/JP2015/052792 WO2015119067A1 (ja) 2014-02-05 2015-02-02 ダイヤモンド基板及びダイヤモンド基板の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160119068A true KR20160119068A (ko) 2016-10-12
KR102106425B1 KR102106425B1 (ko) 2020-05-04

Family

ID=53777872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167018683A KR102106425B1 (ko) 2014-02-05 2015-02-02 다이아몬드 기판 및 다이아몬드 기판의 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10246794B2 (ko)
EP (1) EP3103898A4 (ko)
JP (2) JP6450919B2 (ko)
KR (1) KR102106425B1 (ko)
CN (1) CN105705683B (ko)
WO (1) WO2015119067A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017022647A1 (ja) * 2015-07-31 2017-02-09 並木精密宝石株式会社 ダイヤモンド基板及びダイヤモンド基板の製造方法
JP2017160088A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 並木精密宝石株式会社 ダイヤモンド基板及びダイヤモンド基板の製造方法
JP6772711B2 (ja) * 2016-09-20 2020-10-21 住友電気工業株式会社 半導体積層構造体および半導体デバイス
WO2019186862A1 (ja) * 2018-03-29 2019-10-03 アダマンド並木精密宝石株式会社 ダイヤモンド結晶
EP3967793A4 (en) * 2019-05-10 2023-01-11 Adamant Namiki Precision Jewel Co., Ltd. DIAMOND CRYSTAL SUBSTRATE AND METHOD FOR PRODUCING DIAMOND CRYSTAL SUBSTRATE

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05306195A (ja) * 1991-12-13 1993-11-19 General Electric Co <Ge> 平坦なｃｖｄダイヤモンド薄膜の製造法
JPH08133893A (ja) * 1994-11-07 1996-05-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 自立したダイヤモンドウェハーおよびその製造方法
JP3387154B2 (ja) 1993-06-30 2003-03-17 住友電気工業株式会社 ダイヤモンド単結晶
JP2004111704A (ja) * 2002-09-19 2004-04-08 Mitsubishi Electric Corp メンブレンマスクの製法および該製法を用いたメンブレンマスク
JP2007287771A (ja) 2006-04-13 2007-11-01 Fujifilm Corp ヘテロエピタキシャル膜基板、及びデバイス
JP5066651B2 (ja) 2006-03-31 2012-11-07 今井 淑夫 エピタキシャルダイヤモンド膜下地基板の製造方法およびこの下地基板を使用するエピタキシャルダイヤモンド膜の製造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2767514B2 (ja) * 1992-03-24 1998-06-18 株式会社半導体エネルギー研究所 ダイヤモンド薄膜及びその作成方法
US5443032A (en) 1992-06-08 1995-08-22 Air Products And Chemicals, Inc. Method for the manufacture of large single crystals
JPH06247793A (ja) 1993-02-22 1994-09-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 単結晶ダイヤモンドおよび製造法
JP3774904B2 (ja) * 1994-01-27 2006-05-17 住友電気工業株式会社 平坦なダイヤモンド膜の合成法とダイヤモンド自立膜及びダイヤモンド膜の研磨方法
US5507987A (en) 1994-04-28 1996-04-16 Saint Gobain/Norton Industrial Ceramics Corp. Method of making a free-standing diamond film with reduced bowing
US6077787A (en) 1995-09-25 2000-06-20 Board Of Trustees Operating Michigan State University Method for radiofrequency wave etching
JP4082769B2 (ja) 1998-01-16 2008-04-30 株式会社神戸製鋼所 ダイヤモンド膜の形成方法
JP4356808B2 (ja) * 2002-06-07 2009-11-04 日本電信電話株式会社 ダイヤモンド単結晶成長方法
GB0317854D0 (en) * 2003-07-30 2003-09-03 Element Six Ltd Method of manufacturing diamond substrates
TWI262853B (en) * 2005-04-27 2006-10-01 Kinik Co Diamond substrate and method for fabricating the same
GB2436398B (en) 2006-03-23 2011-08-24 Univ Bath Growth method using nanostructure compliant layers and HVPE for producing high quality compound semiconductor materials
JP4789009B2 (ja) 2007-01-16 2011-10-05 住友電気工業株式会社 ダイヤモンド基板およびその製造方法
JP2010222172A (ja) 2009-03-23 2010-10-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ダイヤモンド薄膜及びその製造方法
JP5468528B2 (ja) * 2010-06-28 2014-04-09 信越化学工業株式会社 単結晶ダイヤモンド成長用基材及びその製造方法並びに単結晶ダイヤモンド基板の製造方法
JP2012031000A (ja) 2010-07-29 2012-02-16 Kobe Steel Ltd 配列化ダイヤモンド膜およびその製造方法
JP5929520B2 (ja) * 2012-05-30 2016-06-08 住友電気工業株式会社 ダイヤモンド系膜の製造方法およびそれに用いられる複合基板
JP6085371B2 (ja) * 2012-12-18 2017-02-22 アールエフエイチアイシー コーポレイション 半導体デバイス用基板
JP2014178456A (ja) * 2013-03-14 2014-09-25 Pixtronix Inc 表示装置及びその製造方法
CN105579624B (zh) 2013-09-30 2019-03-26 安达满纳米奇精密宝石有限公司 金刚石基板及金刚石基板的制造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05306195A (ja) * 1991-12-13 1993-11-19 General Electric Co <Ge> 平坦なｃｖｄダイヤモンド薄膜の製造法
JP3387154B2 (ja) 1993-06-30 2003-03-17 住友電気工業株式会社 ダイヤモンド単結晶
JPH08133893A (ja) * 1994-11-07 1996-05-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 自立したダイヤモンドウェハーおよびその製造方法
JP2004111704A (ja) * 2002-09-19 2004-04-08 Mitsubishi Electric Corp メンブレンマスクの製法および該製法を用いたメンブレンマスク
JP5066651B2 (ja) 2006-03-31 2012-11-07 今井 淑夫 エピタキシャルダイヤモンド膜下地基板の製造方法およびこの下地基板を使用するエピタキシャルダイヤモンド膜の製造方法
JP2007287771A (ja) 2006-04-13 2007-11-01 Fujifilm Corp ヘテロエピタキシャル膜基板、及びデバイス

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017214284A (ja) 2017-12-07
KR102106425B1 (ko) 2020-05-04
CN105705683B (zh) 2019-05-17
JP6450920B2 (ja) 2019-01-16
US10246794B2 (en) 2019-04-02
WO2015119067A1 (ja) 2015-08-13
US20170009377A1 (en) 2017-01-12
US10619267B2 (en) 2020-04-14
CN105705683A (zh) 2016-06-22
EP3103898A1 (en) 2016-12-14
JPWO2015119067A1 (ja) 2017-03-23
EP3103898A4 (en) 2017-08-16
US20190136410A1 (en) 2019-05-09
JP6450919B2 (ja) 2019-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10480096B2 (en) Diamond substrate
JP6450920B2 (ja) ダイヤモンド基板及びダイヤモンド基板の製造方法
CN108779579B (zh) 氮化物晶体基板
JP2021070623A (ja) 炭化珪素ウエハ、炭化珪素インゴットの製造方法及び炭化珪素ウエハの製造方法
TW201221709A (en) Grain-arranged diamond film and method for production thereof
JP7161158B2 (ja) ダイヤモンド基板層の製造方法
EP3211658B1 (en) Method for manufacturing diamond substrate
JPWO2013058352A1 (ja) Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶
JP2020059648A (ja) ダイヤモンド基板及びダイヤモンド基板の製造方法
US20180190774A1 (en) Diamond substrate and method for producing the same
TWI839934B (zh) 碳化矽晶圓以及其製造方法
JP7487702B2 (ja) 単結晶ダイヤモンド基板の製造方法
JP2013006740A (ja) 結晶の製造方法および結晶
JP2018030750A (ja) Ｎｉ薄膜付結晶基板
JP2017160088A (ja) ダイヤモンド基板及びダイヤモンド基板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right