JPH02208292A - Production of diamond film - Google Patents
Production of diamond filmInfo
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- JPH02208292A JPH02208292A JP2952989A JP2952989A JPH02208292A JP H02208292 A JPH02208292 A JP H02208292A JP 2952989 A JP2952989 A JP 2952989A JP 2952989 A JP2952989 A JP 2952989A JP H02208292 A JPH02208292 A JP H02208292A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
原料ガスからCVD法により合成するダイヤモンド膜の
製造方法に関し、
簡単かつ容易に行える工程により、厚膜のダイヤモンド
膜を合成することが可能なダイヤモンド膜の製造方法の
提供を目的とし、
CVD法によるダイヤモンド膜の製造方法であって、ア
ーク放電により原料ガスをプラズマジェットにし、前記
原料ガスから合成されるダイヤモンド膜を、容器内にて
溶融した融点が低くかつ沸点が高い材料からなる基板の
表面に成長さ〜Uるよう構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a method for producing a diamond film synthesized from raw material gas by CVD method, production of a diamond film capable of synthesizing a thick diamond film by a simple and easily performed process. The purpose of the present invention is to provide a method for producing a diamond film using a CVD method, in which a raw material gas is turned into a plasma jet by arc discharge, and a diamond film synthesized from the raw material gas is melted in a container with a low melting point and a low melting point. It is configured to grow on the surface of a substrate made of a material with a high boiling point.
本発明は、原料ガスからCVD法により合成するダイヤ
モンド膜の製造方法に関するものである。The present invention relates to a method for producing a diamond film synthesized from a raw material gas by a CVD method.
ダイヤモンドはその硬度が高い特性から高性能の切削工
具として用いられており、また、銅の数倍にも及ぶ高い
熱伝導度を有しているので、レーザダイオード等の発熱
量の大きな能動素子の冷却に用いるヒートシンクとして
利用されている。Diamond is used as a high-performance cutting tool due to its high hardness, and it also has a high thermal conductivity several times that of copper, so it is used in active devices that generate a large amount of heat, such as laser diodes. It is used as a heat sink for cooling.
しかしながら、膜厚の厚いダイヤモンド膜の製造に際し
ては、ダイヤモンドの合成時に基板の温度がi 、 o
oo℃以」二になり、基板とダイヤモンドの熱膨張係数
が異なるため、膜厚の増加に伴い応力が増大し、成膜二
ロ程中に剥離し、膜厚のダイヤモンド膜の製造は非常に
困難である。However, when manufacturing a thick diamond film, the temperature of the substrate during diamond synthesis is
Since the thermal expansion coefficients of the substrate and diamond are different, the stress increases as the film thickness increases, and peeling occurs during the film formation process. Have difficulty.
以上のような状況から厚膜のダイヤモンド膜を製造する
ことが可能なダイヤモンド膜の製造方法が要望されてい
る。Under the above circumstances, there is a need for a diamond film manufacturing method that can produce a thick diamond film.
従来のダイヤモンド膜の製造工程においては、基板温度
が1 、000°C以上になり、基板とダイヤモンドの
熱膨張係数が異なるために、ダイヤモンド膜を基板から
剥がそうとする応力がこのダイヤモンド膜の成長工程中
に働き、厚膜の増加に伴ってこの応力が増大するので、
厚膜のダイヤモンド膜を製造することは困難であった。In the conventional diamond film manufacturing process, the substrate temperature is over 1,000°C and the thermal expansion coefficients of the substrate and diamond are different. This stress acts during the process and increases as the thickness of the film increases.
It has been difficult to produce thick diamond films.
加に伴って増大し、厚膜のダイヤモンI・膜を製造する
ことば困難であるという問題点があった。There was a problem in that it was difficult to manufacture a thick Diamond I film.
本発明は以上のような状況から簡単かつ容易に行える工
程により、厚膜のダイヤモンド膜を合成することが可能
なダイヤモンド膜の製造方法の提供を目的としたもので
ある。In view of the above-mentioned circumstances, the present invention aims to provide a method for manufacturing a diamond film that can synthesize a thick diamond film by a simple and easy process.
〔課題を解決するための手段〕
本発明のダイヤモンド膜の製造方法は、CVD法による
ダイヤモンド膜の製造方法であって、アク放電により原
料ガスをプラズマジエ’)トにし、この原料ガスから合
成されるダイヤモンド膜を、容器内にて熔融した融点が
低くかつ沸点が高い材料からなる基板の表面に成長させ
るよう構成する。[Means for Solving the Problems] The method for producing a diamond film of the present invention is a method for producing a diamond film by the CVD method, in which a raw material gas is converted into a plasma jet by AC discharge, and a diamond film is synthesized from this raw material gas. A diamond film is configured to grow on a substrate made of a low melting point, high boiling point material that is molten in a container.
以上説明した従来のダイヤモンド膜の製造方法において
は、基板温度が高温になり、基板とダイヤモンドの熱膨
張係数が異なるために、ダイヤモンド膜を基板から!ム
11がそうとする応力が厚膜の増〔作用〕
即ち本発明においては、水素カスとメタンガスをアーク
放電によりプラズマジエソI・にし、融点が低くかつ沸
点が高い基板+A $’4を容器内に入れ、その表面に
プラズマジェットを噴射させてCV l)法を用いてダ
イヤモンド膜を成長させるので、ダイヤモンド膜の成長
中においても、成長後に温度が低下する場合においても
、ダイヤモンド膜と基板との間に応力が働かないので、
厚膜のダイヤモンド膜を製造することが可能となる。In the conventional diamond film manufacturing method described above, the substrate temperature is high and the thermal expansion coefficients of the substrate and diamond are different, so it is difficult to remove the diamond film from the substrate! In other words, in the present invention, hydrogen scum and methane gas are converted into plasma dieso I by arc discharge, and the substrate +A $'4, which has a low melting point and a high boiling point, is placed in a container. Since the diamond film is grown using the CV l) method by injecting a plasma jet onto the surface of the diamond film, the gap between the diamond film and the substrate is maintained both during the growth of the diamond film and even when the temperature decreases after growth. Since no stress is applied to
It becomes possible to manufacture a thick diamond film.
以下第1図により基板材料としてガリウムを用いる本発
明の一実施例について説明する。An embodiment of the present invention using gallium as the substrate material will be described below with reference to FIG.
まず、第1図に示すようなCVD装置を用いて下記の条
件で容器3内に入れたガリウムよりなる基板1の表面に
ダイヤモンド膜2を形成する。First, a diamond film 2 is formed on the surface of a substrate 1 made of gallium placed in a container 3 using a CVD apparatus as shown in FIG. 1 under the following conditions.
導入ガス及びガス流量−−−−−−−−−−一水素ガス
(H)10〜5012/分
及びメタンガス(CH4,)
0.5〜1.02/分
直流電源電圧−−−−−−−一−−−−−−−−−−−
−−−−−−−50〜15Vアーク電流−−−−−−−
−−−−〜−−−−−−−−−−−−−−−10〜70
A反応室内圧−−−−−−−、1,000〜10,00
0パス力ル第1図ばCVD装置の概略構造図であり、排
気口10に接続されている排気装置1■によって室内圧
が上記の反応室内圧に保持された反応室4内下部の、冷
却水が冷却水供給口5aから供給されているステージ5
には、基板1をその中に入れた容器3が載置されており
、反応室4の上部にはガス導−人口6aを具備する電極
6が設けられており、この電極6には直流電源7により
電圧が印加され、アク放電8によりプラズマジェット9
が発生ずる。Introduced gas and gas flow rate --- Hydrogen gas (H) 10 to 5012/min and methane gas (CH4,) 0.5 to 1.02/min DC power supply voltage --- −1−−−−−−−−−−−
-----------50~15V arc current------
−−−−〜−−−−−−−−−−−−−−10 to 70
A reaction chamber pressure------, 1,000 to 10,00
0 pass power Figure 1 is a schematic structural diagram of the CVD apparatus, in which the lower part of the reaction chamber 4 is cooled, the chamber pressure being maintained at the above reaction chamber pressure by the exhaust device 1 connected to the exhaust port 10. Stage 5 where water is supplied from the cooling water supply port 5a
A container 3 with a substrate 1 placed therein is placed therein, and an electrode 6 equipped with a gas conductor 6a is provided in the upper part of the reaction chamber 4, and this electrode 6 is connected to a DC power supply. A voltage is applied by 7, and a plasma jet 9 is generated by the AC discharge 8.
occurs.
ガス導入口6aからは水素ガスとメタンガスが町人され
ているので、このプラズマジェット9が基板1に当たる
とこの基板1が高温になって溶融し、その溶融液の表面
にダイヤモンド膜2が成長する。Hydrogen gas and methane gas are supplied from the gas inlet 6a, so when the plasma jet 9 hits the substrate 1, the substrate 1 becomes high temperature and melts, and a diamond film 2 grows on the surface of the molten liquid. .
基板1はガリウムであり、融点が30’Cで沸点が2.
400℃であるため、プラズマジェット9により加熱さ
れて溶融し、ダイヤモンド膜の合成温度の1 、000
°Cに達しても蒸発することなく安定してその表面にダ
イヤモンド膜2を成長させることが可能となる。The substrate 1 is made of gallium, which has a melting point of 30'C and a boiling point of 2.0C.
Since the temperature is 400°C, it is heated and melted by the plasma jet 9, and the diamond film synthesis temperature is 1,000°C.
It becomes possible to stably grow the diamond film 2 on the surface without evaporating even if the temperature reaches °C.
このよ・うにして5時間の成長工程中に厚さ0.5mm
のダイヤモンド膜2を、剥離することなく基板1の表面
に合成することが可能となる。In this way, a thickness of 0.5 mm was obtained during the 5-hour growth process.
It becomes possible to synthesize the diamond film 2 on the surface of the substrate 1 without peeling it off.
また、ダイヤモンド膜2の成長を中断した後、再び成長
を行った場合においても、基板1が液体になり既に合成
されているダイヤモンド膜2との接触が良好となるので
、引き続き安定したダイヤモンド膜2の成長を継続する
ことが可能となった。Furthermore, even when the growth of the diamond film 2 is restarted after the growth of the diamond film 2 is interrupted, the substrate 1 becomes liquid and has good contact with the diamond film 2 that has already been synthesized, so that the diamond film 2 continues to be stable. This made it possible for the company to continue its growth.
装置を示す図、
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明によれば、簡単且
つ容易に行える工程により、アーク放電によって原*S
4ガスをプラズマジェットにし、この原料ガスから合成
されるダイヤモンド膜を、容器内にて溶融した融点が低
くかつ沸点が高い材料からなる基板の表面に成長させる
ことができる利点があり、著しい経済的及び、信頼性向
上の効果が期待できるダイヤモンド膜の製造方法の提供
が可能である。[Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the present invention, raw *S
4 gas is turned into a plasma jet, and the diamond film synthesized from this raw material gas can be grown on the surface of a substrate made of a material with a low melting point and a high boiling point that is melted in a container, making it extremely economical. Furthermore, it is possible to provide a method for manufacturing a diamond film that can be expected to have the effect of improving reliability.
である。It is.
図において、 1は基板、 2ばダイヤモンド膜、 3ば容器、 4は反応室、 5ばステージ、 5aは冷却水供給口、 6は電極、 6aはガス導入口、 7は直流電源、 8アーク放電、 9はプラズマジェソ1−1 10は排気口、 11は排気装置、 を示す。In the figure, 1 is the board, 2. Diamond film, 3ba container, 4 is a reaction chamber; 5ba stage, 5a is a cooling water supply port; 6 is an electrode, 6a is a gas inlet; 7 is a DC power supply, 8 arc discharge, 9 is plasma geso 1-1 10 is an exhaust port, 11 is an exhaust system, shows.
Claims (1)
9)にし、前記原料ガスから合成されるダイヤモンド膜
(2)を、容器(3)内にて溶融した融点が低くかつ沸
点が高い材料からなる基板(1)の表面に成長させるこ
とを特徴とするダイヤモンド膜の製造方法。[Claims] A method for producing a diamond film by the CVD method, which comprises converting raw material gas into a plasma jet (8) using an arc discharge (8).
9), and the diamond film (2) synthesized from the raw material gas is grown on the surface of the substrate (1) made of a material with a low melting point and a high boiling point, which is melted in the container (3). A method for producing a diamond film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2952989A JPH02208292A (en) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | Production of diamond film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2952989A JPH02208292A (en) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | Production of diamond film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02208292A true JPH02208292A (en) | 1990-08-17 |
Family
ID=12278635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2952989A Pending JPH02208292A (en) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | Production of diamond film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02208292A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04311069A (en) * | 1991-04-08 | 1992-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
-
1989
- 1989-02-07 JP JP2952989A patent/JPH02208292A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04311069A (en) * | 1991-04-08 | 1992-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
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