WO2004005186A1

WO2004005186A1 - 紫外域で発光するｓｐ３結合型窒化ホウ素とその製造方法、及びこれを利用した機能性材料

Info

Publication number: WO2004005186A1
Application number: PCT/JP2003/008370
Authority: WO
Inventors: Shojiro Komatsu; Katsuyuki Okada; Yusuke Moriyoshi
Original assignee: National Institute For Materials Science
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2004-01-15
Also published as: US7419572B2; JP3598381B2; US20060163527A1; EP1518824A4; EP1518824B1; JP2004035301A; EP1518824A1

Description

明細書紫外域で発光する s p 3結合型窒化ホウ素とその製造方法、及びこれを利用した機能性材料技術分野

本発明は、一般式； B Nで示される s p 3結合型窒化ホウ素であって、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有する新規な結晶構造の窒化ホゥ素とその製造方法およびその物性を利用した用途に関する。すなわち、電子材料、特に発光ダイオード、紫外光固体レーザー、電子放射材料、切削工具への表面コーテイング材料などとして使用される、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有する s p 3結合型窒化ホウ素とその製造方法およびその用途に関する。背景技術

窒化ホウ素は、主として耐熱、耐摩耗性材料として工業的用途に使用されてきた物質であるが、近年、新規創製が期待されているホウ素化合物群の研究開発の一環として、研究対象として取り上げられ、注目されている物質でもある。

s p 3結合型の B Nに関しては、これまでに知られているものは、立方晶 ( 3 C多形）及びウルッ鉱型（2 H多形）であった。本発明者等においては、前示研究の一環として、一般式； B Nで示され、 s P 3結合型窒化ホウ素について鋭意研究をした結果、今回、これまでになかつた、全く新しい結晶構造の、しかも紫外領域で発光するという極めて興味深い、重要且つ特有な性質を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素を知見するに至った。本発明は、この知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明は、これまでになレ、新しレ、結晶構造の窒化ホゥ素とその製造方法およびその用途を提供しようと言うものである。発明の開示

そのため、本発明者らにおいては、 s p 3結合型窒化ホウ素について、さらに鋭意研究をした結果、以下（1 ) 〜（1 2 ) に記載の技術的構成を講じることにより、これまでにない新規な構造と性質をもった窒化ホウ素を提供し、且つ再現性を以てこれを製造すること、及びその特有な性質を利用して新たな用途に使用される材料を提供することに成功したものである。

その講じてなる技術的構成は、以下（1 ) 〜（1 2 ) に記載した要件事項に基づいてなるものである。その第 1の技術的構成は、本発明のねらいとする新規な構造、性質を有する窒化ホゥ素の構成を開示するものである。

すなわち、その第 1の発明は、（1 ) 一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H 型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなることを特徴とする s p 3結合型窒化ホウ素である。以下、第 2ないし 8に記載する技術的構成は、前記第 1の発明の窒化ホウ素化合物の製造方法を提示するものである。

すなわち、第 2の発明は、（2 ) 反応容器中にホウ素、窒素を含む反応混合ガスを希釈ガスによって希釈して導入し、容器中に設置された基板表面、基板上の成長表面あるいはその近傍成長空間領域に紫外光を照射し、気相反応によつて、基板上に、一般式； B Nで示され、六方晶系に属する結晶構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素を生成、析出ないしは成長せしめることを特徴とした、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法である。その第 3の発明は、（3) 希釈ガスが希ガス、水素、窒素の単独又は混合ガスであり、希釈ガスに対する反応ガスの割合が、 1 00 : 0. 0001〜 10 0体積％であることを特徴とする前記（2) 項に記載の、一般式； BNで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法である。その第 4の発明は、（4) 反応容器中に窒素を含む反応ガスを希釈ガスによつて希釈して導入すると共に、ホウ素原料として窒化ホウ素を反応容器中に揷入し、この窒化ホウ素固体原料に波長 190 nm〜400 nmの紫外光レーザ一を集光して照射し、ホウ素を含むラジカルないしは B N前駆体物質を気化、生成し、反応容器に設置された基板表面、基板上の成長表面あるいはその近傍成長空間領域に紫外線を照射し、窒素を含む反応ガスとホウ素を含むラジカルとの気相反応、ないしは気化してなる B N前駆体物質の再凝固反応によつて基板上に、一般式； BNで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素を生成、析出ないしは成長せしめることを特徴とする、一般式； BNで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホゥ素の製造方法である。その第 5の発明は、（5) 反応容器中に窒素を含む反応ガスを希釈ガスによつて希釈して導入すると共に、ホウ素原料として窒化ホウ素を反応容器中に揷入し、この窒化ホウ素原料に、波長 190 nm〜400 nmの紫外光レーザーと共にプラズマを照射し、ホウ素を含むラジカルないしは B N前駆体物質を気化、生成し、反応容器に設置された基板表面、基板上の成長表面あるいはその近傍成長空間領域に紫外線を照射し、窒素を含む反応ガスとホゥ素を含むラジカルとの気相反応、ないしは気化してなる B N前駆体物質の再凝固反応によつて基板上に、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素を生成、析出ないしは成長せしめることを特徴とする、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法である。その第 ₆の発明は、（6 ) 希釈ガスが希ガス、水素、窒素の単独又は混合ガスであり、希釈ガスに対する反応ガスの割合が、 1 0 0 ： 0〜1 0 0体積⁰ /₀であることを特徴とする前記（4 ) 又は（5 ) 項に記載の、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法である。その第 7の発明は、 ( 7 ) 該紫外光レーザーがパルスレーザーであることを特徴とする前記（4 ) 又は（5 ) 項に記載の、一般式； B Nで示され、 s p 3 結合であって六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法である。その第 8の発明は、（8 ) 該プラズマにレーザーパルスと同期した変調をかけることによって、プラズマをパケット化し、結晶性に優れてなる、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素を生成、析出、成長させることを特徴とする前記（5 ) 又は（7 ) 項に記載の、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法である。また、以下、第 9ないし第 1 2に記載の技術的構成は、第 1に記載する本発明の窒化ホウ素化合物の用途を提示するものである。

すなわち、第 9の発明は、（9) 前記（1) 項に記載する、一般式； BNで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素を含んで成り、その含んでなる窒化ホゥ素化合物の特性に基づいた用途に供され、使用することを特徴とする機能性材料である。その第 1 0の発明は、（10) その用途が専ら紫外域で発光する材料として供され、使用されることを特徴とする前記（9) 項に記載の機能性材料である。また第 1 1の発明は、（1 1) その用途が専ら電子材料、特に発光ダイォードとして供され、使用されることを特徴とする前記（9) 項に記載の機能性材料である。そして、第 1 2の発明は、（1 2) その用途が専ら切削工具への表面コーテイング材料として供され、使用されることを特徴とする前記（9) 項に記載の機能性材料である。以上において、前記（1) に記載の事項は、本発明のねらいとする化合物、すなわち一般式； BNで示され、六方晶 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、且つ紫外域で発光する特性を有する s p 3結合型窒化ホウ素の構成を開示するものである。

s p 3結合型窒化ホウ素は、これまでに知られていたものは立方晶（3 C多形）及びウルッ鉱型（2H多形）であるに対して、前記構成によるこの発明のものは、これとは全く異なる六方晶 5 H又は 6 H型多形構造であり、紫外域で発光する特徴を有してなるものであることは、前述したとおりである。

すなわち、これまでは紫外域（200— 400 n m) にて発光をする窒化ホゥ素は全く未知であるとともに、六方晶 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、紫外域にて発光をする B Nは得られていなかった。すなわち、本発明は全く新規な構造を有し、特性を有する窒化ホウ素を提供するものである。前記（2 ) から（8 ) に記載の事項は、（1 ) 記載の構成による新規な窒化ホウ素の製造方法を開示するものであり、これによつて前示（1 ) 記載の窒化ホウ素を再現性を以て製造するための構成を開示するものである。ここに、使用される反応容器は、その概略は図 1に示す構造の C V D反応容器である。すなわち、図 1において、反応容器 1は、反応ガス及びその希釈ガスを導入するためのガス導入口 2と、導入された反応ガス等を容器外へ排気するためのガス流出口 3とを備え、真空ポンプに接続され、大気圧以下に減圧維持されている。容器内のガスの流路には窒化ホウ素析出基板 4が設定され、その基板に面した反応容器の壁体の一部には光学窓 5が取り付けられ、この窓を介して基板に紫外光が照射されるよう、エキシマ紫外光レーザー装置 6が設定されている。反応容器に導入された反応ガスは、基板表面において照射される紫外光によつて励起され、反応ガス中の窒素源とホウ素源とが気相反応し、基板上に、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素が生成し、析出し、あるいは成長する。その場合の反応容器内の圧力は、 0 . 0 0 1〜7 6 0 T o r r の広い範囲において実施可能であり、また、基板温度も室温〜 1 2 0 0 °Cの広い範囲で実施可能であることが実験の結果明らかとなつたが、目的とする反応生成物を高純度で得るためには、圧力は低く、高温度で実施した方が好ましい。なお、基板表面ないしその近傍空間領域に対して紫外光を照射して励起する際、プラズマを併せて照射する態様も一つの実施の態様である。図 1において、プラズマトーチ 7は、この態様を示すものであり、反応ガス及びプラズマが基板に向けて照射されるよう、反応ガス導入口と、プラズマトーチとが基板に向けて一体に設定さ Lている。また、上記（2 ) から（8 ) の構成は、反応原料として、窒素源、ホウ素源を含む混合ガスを使用することができるが、（4 ) ないし（8 ) に記載する態様は、ホウ素源として窒化ホウ素固体材科を使用する場合の構成を開示するものである。図 4は、その場合の反応の態様を示すものである。すなわち、反応容器には、予め B Nターゲット及び基板が設定されている。この開示した例においては、反応ガスとしては、窒素源ガスとしてアンモニアガスのみが A rガスにて希釈されて、プラズマトーチノズルから反応容器に導入される態様が示されているが、これに限られるものではない。すなわち、アンモニア以外の含窒素ガスや、他の希ガス等が使用されうることは当業者ならば自ずと明らかであろう。

何れにしても、その際、導入されるガスは、プラズマ化されて B Nターゲットに照射される。ターゲットは、前記プラズマに加えてエキシマレーザ一光も併せて照射され、これによつてターゲットは、その成分が気化し、窒素、ホウ素のラジカル、あるいは B N系前駆体物質等を生成し、これらの生成ラジカル等の気相反応、あるいは気化成分の再凝固反応によって、ねらいとする化合物、すなわち、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる _s p 3結合型窒化ホウ素が基板上に析出し、あるいは成長する。その場合の反応容器内の圧力は、 0 . 0 0 1〜7 6 0 T o r rの広い範囲において実施可能であり、また、基板温度も室温〜 1 2 0 0 °Cの広い範囲で実施可能であることは、（2 ) 記載の態様と同様である。なお、反応容器に取り付けられたエキシマレーザー照射用光学窓にも反応生成物が付着し、レーザー光の透過率を低下し、該目的物を得る反応を阻害することになることから、光学窓あるいは堆積しては不都合な容器壁面部には、該堆積を阻止する手段を講ずることが肝要である。具体的には光学窓にアルゴンガスを吹きつけ、一種のェァーカーテンを形成するのも一つの態様手段である。またさらに、上記窒化ホウ素ターゲットを用いる態様を実施するにおいては、プラズマにェキシマレーザー光に同期した変調を与え、これによつてプラズマをバケツト化する態様は、目的とする化合物の結晶性を高めるのには有力な手段であることが後述する実験によって明らかにされた。（8 ) は、この態様による場合を開示するものである。図面の簡単な説明

第 1図は本発明の合成反応容器の概要とその合成態様を示す図である。 · 第 2図は本発明の s p 3結合型六方晶 5 H型 B N (実施例 1 ) の X線回折パターンである。

第 3図は本発明の s p 3結合型六方晶 6 H型 B N (実施例 2 ) の X線回折パターンである。

第 4図は本発明の合成反応容器の概要とこの容器を用いた合成態様を示す図である。

第 5図は本発明の s p 3結合型六方晶 5 H型 B N (実施例 5 ) の電子線回折パターンである。

第 6図は本発明の s p 3結合型六方晶 5 H型多形構造 B N (実施例 7 ) の S EM像（a )、 C L像（b )、 C Lスペクトル（c ) を示す図である。付合の説明

1 . 反芯谷^ 2 . ガス導入口

3 . ガス流出口

4 . 窒化ホウ素析出基板

5 . 光学窓

6 . エキシマ紫外レーザー装置

7 . プラズマトーチ発明を実施するための最良の形態

この出躅の発明は、以上の特徴を持つものであるが、以下実施例を添付した図面、表に基づき、具体的に説明する。ただし、これらの開示する実施例は、あくまでも本発明の一^ 3の態様を開示するものであり、決して本発明を限定する趣旨ではない。すなわち、本発明のねらいとするところは一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素とその製造方法、及びその性質に基づいた用途発明を提供するにところにあることは前述したしたとおりである。実施例

特にその製造方法と用途に関しては、以下に示す実施例はその一体用例を示すものにすぎず、本発明をしてこれらの実施例によって限定するべきではない。実施例 1 ：

アルゴン流量 3 S L M、水素流量 1 0 0 s c c mの混合希釈ガス流中にジボラン流量 5 s c c m及び、アンモニア流量 1 0 s c c mを導入し、同時にポンプにより排気することで圧力 2 0 T 0 r rに保った雰囲気中にて、加熱により 8 5 0 °Cに保持したシリコン基板上に、エキシマレーザー紫外光を照射した (図 1参照）。 9 0分の合成時間により、目的とする物質を得た。 X線回折法により決定したこの試料の結晶系は六方晶であり、 s p 3結合による 5 H型多形構造で、格子定数は、 a= 2- 5 3A、 c = 1 0. 4 OAであった。図 2 X線回折のパターンを示す。また、表' 1にこのパターンの回折結果を示す。

1]

a=理論値から一 0. 65%

c=理論値から一 0. 30%

実施例 1の試料の X線回折の結果

実施例.2 ：

アルゴン流量 2 S LM、水素流量 1 0 0 s c c mの混合希釈ガス流中にジボラン流量 1 0 s c cm及ぴ、アンモニア流量 2 0 s c cmを導入し、同時にポンプにより排気することで圧力 2 0 T o r rに保った棼囲気中にて、加熱により.850°Cに保持したシリコン基板上に、エキシマレーザ一紫外光を照射した

(図 1参照）。 9 0分の合成時間により、目的とする物質を得た。 X線回折法により決定したこの試料の結晶系は六方晶であり、 s p 3結合 5 H型多形構造以外に、 6 H型多形構造のものが混ざり、その格子定数は、 a = 2. 5 1 21 A, c = 1 2. 4 744Aであった。図 3に x線回折のパターンを示す。また、表 2にこのパターンの回折結果を示す。

[表 2]

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差替え用紙（規則 26) s_P3結合性 6H— BN

a = 2.53フ 5A、c=12.47 A

h k 1 面間隔 ·理論値面間隔 *理論値誤差（％) ピーク形状

(A) (A)

0 0 4 3.1186 3.1186 0.0000 とても強い、シャ一 -プ

0 0 フ 1.7821 1.7730 0.5082

0 0 10 1.2474 1.2404 0.5644 中間の強さ、ブロ- -

1 0 5 1.6491 1.6397 0.5671 中間の強さ

2 0 0 1.0988 1.0976 0.1065

理論値から - 0.65% (2.5375)

:=理論値から— 0.30% (12.509)

実施例 2の試料の X線回折の結果

実施例 3 ：

■ アルゴン流量 3 S LM、水素流量 1 00 s c cm混合希釈ガス流中にジボラン流量 5 s c cm及ぴ、アンモニア流量 1 0 s c cmを導入し、同時にポンプにより排気することで圧力 20 T o r rに保った雰囲気中にて、出力 600w、周波数 1 3. 56MH zの RFプラズマを発生し、加熱により 8 5 0°Cに保持した、リコン基板上、エキシマレーザー紫外光を照射した（図 1参照）。

9 0分の合成時間により、目的とする物質を得た。この試料の結晶系は六方晶であり、 s p 3結合による 5 H型多形構造で、格子定数は、 a = 2 - 50 7 A， c = 1 0. 4 1 45 Aであった。実施例 4 ：

アルゴン流量 2 S LM、水素流量 50 s c c mの混合希釈ガス流中にジボラン流量 5 s c cm及び、アンモニア流量 1 0 s c cmを導入し、同時にポンプにより排気することで圧力 2◦ T o r rに保った雰囲気中にて、. 出力 6 00 w、周波数 1 3. 5 6MH zの RFプラズマを発生し、加熱により 8 5 0。Cに保持

11

差替え用紙（規則 26) したシリコン基板上に、ヱキシマレーザー紫外光を照射した（図 1参照）。

90分の合成時間により、目的とする物質を得た。この試料の結晶系は六方晶であり、 s p 3結合による 6 H型多形構造で、格子定数は、 a = 2. 5 1 2 1 A, c = 12. 474Aであった。実施例 5 ：

アルゴン流量 2 S LM、アンモニア流量 1 s c cmを導入し、同時にポンプにより排気することで圧力 1 OT o r rに保った雰囲気中にて、窒化ホウ素原料固体表面に 1 93 nmの波長の紫外光パルスレーザーをレンズを用いて集光 '照射し、いわゆるレーザ'アブレーシヨンにより、前駆体物質を発生する一方、同一反応炉に装備したプラズマを発生部により発生したプラズマを同時に窒化ホウ素固体表面に照射した（図 4)。この際、プラズマにレーザパルス (20Hz) と同期した変調（デューティー比 50%) をかけることによって、プラズマをバケツト化し、前駆体物質の成長に化学的 ·物理的に影響を与え、結晶性の向上を促した。 90分の合成時間により、目的とする物質を得た。この試料の結晶系は六方晶であり、 s p 3結合による 5 H型多形構造で、格子定数は、 a = 2. 507 A, c = 10. 41 A、であった。図 5に得られた試料の電子線回折のパターンを、表 3、表 4にこのパターンの回折結果を示す。

[表 3]

表 3 図 5の電子線回折の結果（面間隔）

[表 4〕

パターン hi k1 n h2 k2 12 理論値（degrees:実測値 (degrees)

図 5(a) 1. - 2 6 1 -1 3 25.01 24.79

図 5(a) 1 一 1 3 1 0 0 64.99 65.14

図 5(b) -1 1 0 0 1 0 60.00 60.14

図 5(b) -1 1 0 1 0 0 120.00 120.09

図 5(c) 1 -1 3 0 -1 6 47.09 47.15

図 5(c) 1 -1 3 - 1 0 3 94.17 93.09 表 4 図 5の電子線回折の結果（面間角度）

実施例 6

2 S LM、アンモニア流 1 s c cmを導入し、同時にポンプ

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差替え用紙（規則 26) により排気することで圧力 1 O T o r rに保った雰囲気中にて、窒化ホウ素原料固体表面に 1 9 3 nmの波長の紫外光パルスレーザーをレンズを用いて集光 '照射し、いわゆるレーザ ·ァプレーシヨンにより、前駆体物質を発生する —方、同一反応炉に装備したプラズマを発生部により発生したプラズマを同時に窒化ホウ素固体表面に照射した（図 4)。この際、プラズマにレーザパルス (2 OH z ) と同期した変調（デューティー比 5 0%) をかけることによって、プラズマをパケット化し、前駆体物質の成長に化学的 ·物理的影響を与え、結晶性の向上を促した。 9 0分の合成時間により、目的とする物質を得た。この試料の結晶系は六方晶であり、 s p 3結合による 6 H型多形構造で、格子定数は、 a = 2. 5 1 1、 c = 1 2. 4 7 Aであった。実施例 7 ：

アルゴン流量 2 S LM、アンモニア流量 1 s c c mを導入し、同時にポンプのより排気することで圧力 1 O T o r rに保った雰囲気中にて、窒化ホウ素原料固体表面に 1 9 3 nmの波長の紫外光ぱパルスレーザーをレンズを用いて集光 ·照射し、いわゆるレーザ ·アブレーシヨンにより、前駆体物質を発生する一方、同一反応炉に装備したプラズマ発生部により発生したプラズマを同時に窒化ホウ素固体表面に照射した（図 4)。この際、プラズマにレーザパルス (2 0H z ) と同期した変調（デューティー比 5 0%) をかけることによって、プラズマをパケット化し、前駆体物質の成長に化学的 ·物理的影響を与え、結晶性の向上を促した。

9 0分の合成時間により、目的とする物質を得た。この試料の結晶系は六方晶であり、 s p 3結合による 5 H型多形構造で、格子定数は、 a = 2. 5 0 7 A， c = 1 0. 4 1 Aであった。この試料の走査型電子顕微鏡像を図 6 (a) に示す。

また、 2 O K e Vの電子線照射によるカソードルミネッセンス像を 2 3 0 η mにおいて撮影したものが、図 6 (b) である。試料の全域に渡って紫外発光が見られることがわかる。また、図 6 (c) に 2 OK eVの電子線照射によるカソードルミネッセンスにより得られたスぺクトルを示す。 225 nmに鋭い発光を示していることがわかる。また、 300 nmにプロードな紫外発光が見られることがわかる。産業上の利用可能性

s p 3結合性六方晶 5Hないし 6H型 BNは、 225 nmという、真空紫外に立ち入るぎりぎりの大気中で使える限界に近い紫外波長でのシャープな発光があるため、固体紫外レーザを実用化するための材料として、非常に有望である。固体紫外レーザーが実用化されれば、書き込み可能な記憶媒体の容量の飛躍的な増大、化学、医療、電子産業、その他、その技術的波及効果は計り知れない。

Claims

請求の範囲

1 . 一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなることを特徴とする s p 3結合型窒化ホウ素。

2 . 反応容器中にホウ素、窒素を含む反応混合ガスを希釈ガスによって希釈して導入し、容器中に設置された基板表面、基板上の成長表面あるいはその近傍成長空間領域に紫外光を照射し、気相反応によって、基板上に、一般式； B N で示され、六方晶系に属する結晶構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素を生成、析出ないしは成長せしめることを特徴とした、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法。

3 . 希釈ガスが希ガス、水素、窒素の単独又は混合ガスであり、希釈ガスに対する反応ガスの割合が、 1 0 0 : 0 . 0 0 0 1〜1 0 0体積％であることを特徴とする請求の範囲 2記載の、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法。

4 . 反応容器中に窒素を含む反応ガスを希釈ガスによつて希釈して導入すると共に、ホウ素原料として窒化ホウ素を反応容器中に挿入し、この窒化ホウ素固体原料に波長 1 9 0 n m〜4 0 0 n mの紫外光レーザーを集光して照射し、ホゥ素を含むラジカルないしは B N前駆体物質を気化、生成し、反応容器に設置された基板表面、基板上の成長表面あるいはその近傍成長空間領域に紫外線を照射し、窒素を含む反応ガスとホウ素を含むラジカルとの気相反応、ないしは気化してなる B N前駆体物質の再凝固反応によって基板上に、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素を生成、析出ないしは成長せしめることを特徴とする、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法。

5 . 反応容器中に窒素を含む反応ガスを希釈ガスによつて希釈して導入すると共に、ホウ素原料として窒化ホウ素を反応容器中に挿入し、この窒化ホウ素原料に、波長 1 9 0 n m〜4 0 0 n mの紫外光レーザーと共にプラズマを照射し、ホウ素を含むラジカルないしは B N前駆体物質を気化、生成し、反応容器に設置された基板表面、基板上の成長表面あるいはその近傍成長空間領域に紫外線を照射し、窒素を含む反応ガスとホウ素を含むラジカルとの気相反応、ないしは気化してなる B N前駆体物質の再凝固反応によって基板上に、一般式； B N で示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素を生成、析出ないしは成長せしめることを特徴とする、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法。

6 . 希釈ガスが希ガス、水素、窒素の単独又は混合ガスであり、希釈ガスに対する反応ガスの割合が、 1 0 0 ： 0〜1 0 0体積％であることを特徴とする請求の範囲第 4項又は第 5項に記載の、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法。

7 . 該紫外光レーザーがパルスレーザーであることを特徴とする請求の範囲第 4項又は第 5項に記載の、一般式； B Nで示され、 s p 3結合であって六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s p 3結合型窒化ホウ素の製造方法。

8 . 該プラズマにレーザーパルスと同期した変調をかけることによって、ブラズマをバケツト化し、結晶性に優れてなる、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 H型又は 6 H型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s P 3結合型窒化ホウ素を生成、析出、成長させることを特徴とする請求の範囲第 5項又は請求の範囲第 7項に記載の、一般式； B Nで示され、六方晶系 5 Η 型又は 6 Η型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s ρ 3 結合型窒化ホゥ素の製造方法。

9 . 請求の範囲 1に記載する一般式； Β Νで示され、六方晶系 5 Η型又は 6 Η 型多形構造を有し、かつ紫外域で発光する特性を有してなる s ρ 3結合型窒化ホウ素を含んで成り、その含んでなる窒化ホウ素化合物の特性に基づいた用途に供され、使用することを特徴とする機能性材料。

1 0 . その用途が専ら紫外域で発光する材料として供され、使用されることを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の機能性材料。

1 1 . その用途が専ら電子材料、特に発光ダイオードとして供され、使用されることを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の機能性材料。

1 2 . その用途が専ら切削工具への表面コーティング材料として供され、使用されることを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の機能性材料。