JPH0427690B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0427690B2 JPH0427690B2 JP61277517A JP27751786A JPH0427690B2 JP H0427690 B2 JPH0427690 B2 JP H0427690B2 JP 61277517 A JP61277517 A JP 61277517A JP 27751786 A JP27751786 A JP 27751786A JP H0427690 B2 JPH0427690 B2 JP H0427690B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- gas
- carbon film
- producing
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、プラズマCVD法によりダイヤモン
ド構造を有する炭素被膜を作製する方法に関す
る。
ド構造を有する炭素被膜を作製する方法に関す
る。
本発明は、かかる炭素または炭素を主成分とす
る被膜をガラス、金属またはセラミツクスの表面
にコーテイングすることにより、ガラス板の補強
材、また機械的ストレスに対する保護材を得んと
している複合体の作製方法に関する。
る被膜をガラス、金属またはセラミツクスの表面
にコーテイングすることにより、ガラス板の補強
材、また機械的ストレスに対する保護材を得んと
している複合体の作製方法に関する。
本発明は、アセチレン、メタンのような炭化水
素気体をプラズマ雰囲気中に導入し分解せしめる
ことにより、Ｃ−Ｃ結合を作り、結果としてグラ
フアイトのような導電性または不良導電性の炭素
を作るのではなく、光学的にエネルギバンド巾
（Egという）が2.0eV以上、好ましくは2.6〜
4.5eVを有する単結晶ダイヤモンドに類似のダイ
ヤモンド構造を有する絶縁性の炭素を形成するこ
とを特徴としている。さらにこの本発明の炭素
は、その硬度も4500Kg／mm2以上、代表的には6500
Kg／mm2というダイヤモンド類似の硬さを有する。
そしてその結晶学的構造は５〜200〓の大きさの
微結晶性を有している。またこの炭素は水素、ハ
ロゲン元素が25モル％以下の量を同時に含有して
いる。
素気体をプラズマ雰囲気中に導入し分解せしめる
ことにより、Ｃ−Ｃ結合を作り、結果としてグラ
フアイトのような導電性または不良導電性の炭素
を作るのではなく、光学的にエネルギバンド巾
（Egという）が2.0eV以上、好ましくは2.6〜
4.5eVを有する単結晶ダイヤモンドに類似のダイ
ヤモンド構造を有する絶縁性の炭素を形成するこ
とを特徴としている。さらにこの本発明の炭素
は、その硬度も4500Kg／mm2以上、代表的には6500
Kg／mm2というダイヤモンド類似の硬さを有する。
そしてその結晶学的構造は５〜200〓の大きさの
微結晶性を有している。またこの炭素は水素、ハ
ロゲン元素が25モル％以下の量を同時に含有して
いる。
また本発明の炭素に価またはＶ価の不純物を
５モル％以下に添加し、ＰまたはＮ型の導電型を
有せしめ得る。
５モル％以下に添加し、ＰまたはＮ型の導電型を
有せしめ得る。
本発明は、この炭素を形成させる際の基板に加
える温度を150〜450℃とし、従来より知られた
CVD法において用いられる基板の温度に比べ500
〜1500℃も低い温度で形成したことを他の特徴と
する。
える温度を150〜450℃とし、従来より知られた
CVD法において用いられる基板の温度に比べ500
〜1500℃も低い温度で形成したことを他の特徴と
する。
また本発明はこの炭素に価の不純物であるホ
ウ素を0.1〜５モル％の濃度に添加し、Ｐ型の炭
素を設け、またＶ価の不純物であるリンを同様に
0.1〜５モル％の濃度に添加し、Ｎ型の炭素を設
けることにより、この基板上面の炭素をグラフア
イト構造とは異なる価電子制御による半導電性を
有せしめたことを他の特徴としている。
ウ素を0.1〜５モル％の濃度に添加し、Ｐ型の炭
素を設け、またＶ価の不純物であるリンを同様に
0.1〜５モル％の濃度に添加し、Ｎ型の炭素を設
けることにより、この基板上面の炭素をグラフア
イト構造とは異なる価電子制御による半導電性を
有せしめたことを他の特徴としている。
さらに本発明は、この基板上にPIN接合または
NIP接合を有する炭素を設けることにより、ダイ
オード特性を有する半導体的特性を有せしめるこ
とを特徴としている。
NIP接合を有する炭素を設けることにより、ダイ
オード特性を有する半導体的特性を有せしめるこ
とを特徴としている。
また本発明は基板特にガラスまたはセラミツク
を用い、その後この基板の一部を選択的に除去し
てインクジエツトノズル、光通信用石英ガラスの
引き出し用ノズルとして設けるものである。
を用い、その後この基板の一部を選択的に除去し
てインクジエツトノズル、光通信用石英ガラスの
引き出し用ノズルとして設けるものである。
また本発明は、ガラス基板上に選択的に炭素被
膜を設け、電子ビーム露光装置または紫外線の露
光装置のフオトマスクとして用いることを他の特
徴としている。
膜を設け、電子ビーム露光装置または紫外線の露
光装置のフオトマスクとして用いることを他の特
徴としている。
さらに本発明の複合体はバルブ、耐磨耗材料、
またはPIN型を有する半導体としての装置例えば
受光または発光素子への反応が可能である。
またはPIN型を有する半導体としての装置例えば
受光または発光素子への反応が可能である。
以下に図面に従つて本発明に用いられた複合体
またはその複合体の作製方法を記す。
またはその複合体の作製方法を記す。
実施例 １
第１図は本発明の炭素を形成するためのプラズ
マCVD装置の概要を示す。
マCVD装置の概要を示す。
図面において反応性気体である炭化水素気体、
例えばアセチレンが８よりバルブ、流量計５をへ
て反応系中の励起室４に導入される。さらに必要
に応じて、キヤリアガスを水素またはヘリユーム
により７よりバルブ、流量計６をへて同様に励起
室に至る。ここに価またはＶ価の不純物、例え
ばジボランまたはフオスヒンを導入する場合はさ
らに同様にこの系に加えればよい。
例えばアセチレンが８よりバルブ、流量計５をへ
て反応系中の励起室４に導入される。さらに必要
に応じて、キヤリアガスを水素またはヘリユーム
により７よりバルブ、流量計６をへて同様に励起
室に至る。ここに価またはＶ価の不純物、例え
ばジボランまたはフオスヒンを導入する場合はさ
らに同様にこの系に加えればよい。
これらの反応性気体は2.45GHzのマイクロ波に
よる電磁エネルギにより0.1〜5Kwのエネルギを
加えられ、励起室にて活性化、分解または反応さ
せられてＣ−Ｃ結合を生成した。さらにこの反応
性気体は反応炉１にて加熱炉９により150〜450℃
に加熱させ、さらに13.56MHzの高周波エネルギ
２により反応、重合され、Ｃ−Ｃ結合を多数形成
した炭素を生成する。この際、加える高周波やマ
イクロ波の電磁エネルギが小さい場合はアモルフ
アス構造の炭素が生成される。このため本発明方
法ではこの電磁エネルギを強く加え、５〜200〓
の大きさのダイヤモンド形状の微結晶性を有する
炭素を生成させる。この反応は電源１３によりヒ
ータ１１を加熱し、さらにその上の基板１０を加
熱して行う。そしてこの基板の上面に被膜として
反応生成物の炭素被膜が形成される。反応後の不
要物は排気口１２よりロータリーポンプを経て排
気される。反応室１は0.001〜10torr代表的には
0.1〜0.5torrに保持されており、マイクロ波３、
高周波２のエネルギにより反応室１内はプラズマ
状態が生成される。特に1GHz以上の周波数にあ
つては、Ｃ−Ｈ結合より水素を分離し、0.1〜
50MHzの周波数にあつてはＣ≡Ｃ結合、Ｃ＝Ｃ結
合を分解し、Ｃ−Ｃ結合または−Ｃ−Ｃ−結
合を作り、炭素の不対結合手同志を互いに衝突さ
せて共有結合させ、安定なダイヤモンド構造を有
せしめた。
よる電磁エネルギにより0.1〜5Kwのエネルギを
加えられ、励起室にて活性化、分解または反応さ
せられてＣ−Ｃ結合を生成した。さらにこの反応
性気体は反応炉１にて加熱炉９により150〜450℃
に加熱させ、さらに13.56MHzの高周波エネルギ
２により反応、重合され、Ｃ−Ｃ結合を多数形成
した炭素を生成する。この際、加える高周波やマ
イクロ波の電磁エネルギが小さい場合はアモルフ
アス構造の炭素が生成される。このため本発明方
法ではこの電磁エネルギを強く加え、５〜200〓
の大きさのダイヤモンド形状の微結晶性を有する
炭素を生成させる。この反応は電源１３によりヒ
ータ１１を加熱し、さらにその上の基板１０を加
熱して行う。そしてこの基板の上面に被膜として
反応生成物の炭素被膜が形成される。反応後の不
要物は排気口１２よりロータリーポンプを経て排
気される。反応室１は0.001〜10torr代表的には
0.1〜0.5torrに保持されており、マイクロ波３、
高周波２のエネルギにより反応室１内はプラズマ
状態が生成される。特に1GHz以上の周波数にあ
つては、Ｃ−Ｈ結合より水素を分離し、0.1〜
50MHzの周波数にあつてはＣ≡Ｃ結合、Ｃ＝Ｃ結
合を分解し、Ｃ−Ｃ結合または−Ｃ−Ｃ−結
合を作り、炭素の不対結合手同志を互いに衝突さ
せて共有結合させ、安定なダイヤモンド構造を有
せしめた。
かくしてガラス、金属、セラミツクスよりなる
被形成面を有する基板上に炭素特に炭素中に水素
を25モル％以下含有する炭素またＰ、ＩまたはＮ
型の導電型を有する炭素を形成させた。
被形成面を有する基板上に炭素特に炭素中に水素
を25モル％以下含有する炭素またＰ、ＩまたはＮ
型の導電型を有する炭素を形成させた。
以上の説明より明らかな如く、本発明はガラ
ス、金属またはセラミツクスの表面または内部に
炭素または炭素を主成分とした被膜をコーテイン
グして設けたものである。この複合体は他の多く
の実施例にみられる如く、その応用は計り知れな
いものであり、特にこの炭素が450℃以下の低温
で形成され、その硬度また基板に対する密着性が
きわめて優れているのが特徴である。
ス、金属またはセラミツクスの表面または内部に
炭素または炭素を主成分とした被膜をコーテイン
グして設けたものである。この複合体は他の多く
の実施例にみられる如く、その応用は計り知れな
いものであり、特にこの炭素が450℃以下の低温
で形成され、その硬度また基板に対する密着性が
きわめて優れているのが特徴である。
本発明におけるセラミツクはアルミナ、ジルコ
ニア、またはそれらに炭素またはランタン等の希
土類元素が添加された任意の材料を用いることが
できる。また金属にあつては、ステンレス、モリ
ブテン、タングステン等の少なくとも300〜450℃
の温度に耐えられる材料ならばすべてに応用可能
である。またガラスは石英のみならずソーダガラ
ス等に対しても被膜化が可能であり、その応用は
きわめて広い。
ニア、またはそれらに炭素またはランタン等の希
土類元素が添加された任意の材料を用いることが
できる。また金属にあつては、ステンレス、モリ
ブテン、タングステン等の少なくとも300〜450℃
の温度に耐えられる材料ならばすべてに応用可能
である。またガラスは石英のみならずソーダガラ
ス等に対しても被膜化が可能であり、その応用は
きわめて広い。
第１図は本発明の炭素を被形成面上に作製する
製造装置の概要を示す。
製造装置の概要を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭化水素気体と水素又はヘリユームの混合気
体とを反応系に導入し、1GHz以上の周波数のマ
イクロ波及び0.1〜50MHzの高周波の電磁エネル
ギーを前記混合気体に供給してプラズマ化し、ダ
イヤモンド構造の結晶を有する炭素被膜を被膜形
成面上に形成することを特徴とする炭素被膜の作
製方法。 ２ 炭化水素気体がアセチレン又はメタンである
特許請求の範囲第１項に記載の炭素被膜の作製方
法。 ３ 炭化水素気体と水素又はヘリユームの混合気
体と価又はＶ価の不純物気体とを反応系に導入
し、1GHz以上のマイクロ波及び0.1〜50MHzの高
周波の電磁エネルギーを前記混合気体に供給して
プラズマ化し、Ｐ型又はＮ型のダイヤモンド構造
の結晶を有する炭素被膜を被膜形成面上に形成す
ることを特徴とする炭素被膜の作製方法。 ４ 炭化物気体がアセチレン又はメタンである特
許請求の範囲第３項に記載の炭素被膜の作製方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61277517A JPS62167885A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 炭素被膜を有する複合体の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61277517A JPS62167885A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 炭素被膜を有する複合体の作製方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56146930A Division JPS5848428A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 炭素被膜を有する複合体およびその作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62167885A JPS62167885A (ja) | 1987-07-24 |
| JPH0427690B2 true JPH0427690B2 (ja) | 1992-05-12 |
Family
ID=17584698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61277517A Granted JPS62167885A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 炭素被膜を有する複合体の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62167885A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5470661A (en) * | 1993-01-07 | 1995-11-28 | International Business Machines Corporation | Diamond-like carbon films from a hydrocarbon helium plasma |
| JPH07161646A (ja) * | 1993-12-13 | 1995-06-23 | Nec Corp | 多結晶膜作成方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1582231A (en) * | 1976-08-13 | 1981-01-07 | Nat Res Dev | Application of a layer of carbonaceous material to a surface |
| JPS5578524A (en) * | 1978-12-10 | 1980-06-13 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semiconductor device |
-
1986
- 1986-11-19 JP JP61277517A patent/JPS62167885A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62167885A (ja) | 1987-07-24 |
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