JPH04331797A - 基板素材及びそれを用いたダイヤモンド薄膜の堆積方法 - Google Patents
基板素材及びそれを用いたダイヤモンド薄膜の堆積方法Info
- Publication number
- JPH04331797A JPH04331797A JP3100043A JP10004391A JPH04331797A JP H04331797 A JPH04331797 A JP H04331797A JP 3100043 A JP3100043 A JP 3100043A JP 10004391 A JP10004391 A JP 10004391A JP H04331797 A JPH04331797 A JP H04331797A
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- JP
- Japan
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- diamond thin
- substrate material
- thin film
- boron nitride
- film
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子工業における半導体
や絶縁体及びコーティング膜形成などに用いられるダイ
ヤモンド薄膜の堆積方法に関するものである。
や絶縁体及びコーティング膜形成などに用いられるダイ
ヤモンド薄膜の堆積方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】結晶性の良い良質なダイヤモンド薄膜を
堆積するには、単に成長法のみを検討するのではなく、
堆積膜と基板素材との間の格子不整合の影響などを考慮
する必要から、膜を成長させる基板素材及びその表面処
理方法などをうまく選択しなければならない。現在、ダ
イヤモンド薄膜の堆積において用いられている基板素材
としては、単結晶ダイヤモンドやダイヤモンド以外の材
料例えば、シリコンなどがあり、それぞれの膜堆積をホ
モ・エピタキシャル成長法、ヘテロ・エピタキシャル成
長法と呼んでいる。
堆積するには、単に成長法のみを検討するのではなく、
堆積膜と基板素材との間の格子不整合の影響などを考慮
する必要から、膜を成長させる基板素材及びその表面処
理方法などをうまく選択しなければならない。現在、ダ
イヤモンド薄膜の堆積において用いられている基板素材
としては、単結晶ダイヤモンドやダイヤモンド以外の材
料例えば、シリコンなどがあり、それぞれの膜堆積をホ
モ・エピタキシャル成長法、ヘテロ・エピタキシャル成
長法と呼んでいる。
【０００３】前者は格子不整合などの影響がないため、
結晶性の良い膜が得られている。これに対し、後者はダ
イヤモンド薄膜の広い分野での利用や他の電子デバイス
とのハイブリッド化などの点で有利であるため盛んに研
究されているが、一般的にダイヤモンド砥石で基板素材
表面を荒すなどの基板素材の前処理を必要としている。
結晶性の良い膜が得られている。これに対し、後者はダ
イヤモンド薄膜の広い分野での利用や他の電子デバイス
とのハイブリッド化などの点で有利であるため盛んに研
究されているが、一般的にダイヤモンド砥石で基板素材
表面を荒すなどの基板素材の前処理を必要としている。
【０００４】また、堆積されるダイヤモンド薄膜の結晶
性を制御することを目的とした基板の表面処理方法は、
まだ確立されたものはない。
性を制御することを目的とした基板の表面処理方法は、
まだ確立されたものはない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、結晶性が
良く、また欠陥の少ないダイヤモンド薄膜を堆積する方
法として、単結晶ダイヤモンド基板を用いたホモ・エピ
タキシャル成長法が挙げられるが、しかし単結晶ダイヤ
モンド基板は非常に高価であるという課題や大面積のも
のを得ることが出来ないという課題があった。
良く、また欠陥の少ないダイヤモンド薄膜を堆積する方
法として、単結晶ダイヤモンド基板を用いたホモ・エピ
タキシャル成長法が挙げられるが、しかし単結晶ダイヤ
モンド基板は非常に高価であるという課題や大面積のも
のを得ることが出来ないという課題があった。
【０００６】また、ヘテロ・エピタキシャル技術によっ
てダイヤモンド薄膜を堆積する場合、核の発生密度の増
加や格子不整合の緩和を行なうために様々な試みが行な
われているが、ホモ・エピタキシィに比べ、膜全体の結
晶性が良くないという課題があった。
てダイヤモンド薄膜を堆積する場合、核の発生密度の増
加や格子不整合の緩和を行なうために様々な試みが行な
われているが、ホモ・エピタキシィに比べ、膜全体の結
晶性が良くないという課題があった。
【０００７】以上のように、これまで良質のダイヤモン
ド薄膜を堆積するための基板素材やその表面処理方法と
して行なわれてきたものは一長一短であり、特にヘテロ
・エピタキシィにおいて結晶性・配向性の制御に大きな
成果を上げた手法は今まで得られていない。
ド薄膜を堆積するための基板素材やその表面処理方法と
して行なわれてきたものは一長一短であり、特にヘテロ
・エピタキシィにおいて結晶性・配向性の制御に大きな
成果を上げた手法は今まで得られていない。
【０００８】本発明は、このような従来のダイヤモンド
薄膜の堆積方法の課題を考慮し、ヘテロ・エピタキシャ
ル成長におけるダイヤモンド薄膜の結晶性を改善するこ
とを目的とする。
薄膜の堆積方法の課題を考慮し、ヘテロ・エピタキシャ
ル成長におけるダイヤモンド薄膜の結晶性を改善するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、窒化ホウ素膜
を最上層に持つ多層構造からなる基板素材である。
を最上層に持つ多層構造からなる基板素材である。
【００１０】また、本発明は、予め製造されている、窒
化ホウ素膜を最上層に持つ多層構造からなる基板素材を
用いて、その上にダイヤモンド薄膜を堆積するダイヤモ
ンド薄膜の堆積方法である。
化ホウ素膜を最上層に持つ多層構造からなる基板素材を
用いて、その上にダイヤモンド薄膜を堆積するダイヤモ
ンド薄膜の堆積方法である。
【００１１】
【作用】一般的に、堆積される膜と基板素材の格子定数
に差がある場合、格子欠陥の少ない良質な膜を堆積する
ことは非常に困難である。それ故に、従来ダイヤモンド
薄膜の堆積用基板素材として広く用いられているもの、
例えばシリコンなどの上にダイヤモンド膜を堆積した場
合、格子定数の不整合性が大きいため良質な膜を得るこ
とができない。その点において、窒化ホウ素はダイヤモ
ンドと格子定数が近いので有利である。本発明では、基
板素材の最上層の窒化ホウ素膜は、基板素材と堆積され
るダイヤモンド膜の間の格子不整合を緩和する緩衝層と
しての働きをする。特に、前記窒化ホウ素膜が結晶質で
、かつその結晶形態が立方晶である場合、その効果は大
きい。
に差がある場合、格子欠陥の少ない良質な膜を堆積する
ことは非常に困難である。それ故に、従来ダイヤモンド
薄膜の堆積用基板素材として広く用いられているもの、
例えばシリコンなどの上にダイヤモンド膜を堆積した場
合、格子定数の不整合性が大きいため良質な膜を得るこ
とができない。その点において、窒化ホウ素はダイヤモ
ンドと格子定数が近いので有利である。本発明では、基
板素材の最上層の窒化ホウ素膜は、基板素材と堆積され
るダイヤモンド膜の間の格子不整合を緩和する緩衝層と
しての働きをする。特に、前記窒化ホウ素膜が結晶質で
、かつその結晶形態が立方晶である場合、その効果は大
きい。
【００１２】このように、基板素材とダイヤモンド膜の
格子の不整合性を緩和し、結晶性の良いダイヤモンド薄
膜のヘテロ・エピタキシャル成長を行なうことが出来る
。
格子の不整合性を緩和し、結晶性の良いダイヤモンド薄
膜のヘテロ・エピタキシャル成長を行なうことが出来る
。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例におけるダイヤモンド薄膜
の堆積方法に関して図面を用いて詳しく説明する。
の堆積方法に関して図面を用いて詳しく説明する。
【００１４】図１は請求項１の本発明のダイヤモンド薄
膜の堆積方法に用いられる基板素材の構造の一例である
。基板１０２の上に、中間層１０３が形成され、その上
に窒化ホウ素膜１０１が形成されたものである。中間層
１０３は基板１０２と窒化ホウ素膜１０１を強固に密着
させたり、良質な窒化ホウ素膜１０１を形成するための
層としての役目を果たしている。それ故に、基板１０２
に用いる材料と形成される窒化ホウ素膜１０１の密着性
や結晶性の相性が良いならば、中間層１０３を省くこと
も可能である。また、中間層１０３が一層だけではうま
く基板１０２と窒化ホウ素膜１０１のマッチングが得ら
れない場合は、多層にすることも出来る。
膜の堆積方法に用いられる基板素材の構造の一例である
。基板１０２の上に、中間層１０３が形成され、その上
に窒化ホウ素膜１０１が形成されたものである。中間層
１０３は基板１０２と窒化ホウ素膜１０１を強固に密着
させたり、良質な窒化ホウ素膜１０１を形成するための
層としての役目を果たしている。それ故に、基板１０２
に用いる材料と形成される窒化ホウ素膜１０１の密着性
や結晶性の相性が良いならば、中間層１０３を省くこと
も可能である。また、中間層１０３が一層だけではうま
く基板１０２と窒化ホウ素膜１０１のマッチングが得ら
れない場合は、多層にすることも出来る。
【００１５】具体的には、基板１０２としてシリコンを
用い、中間層１０３として非晶質状の窒化ホウ素膜を形
成した後に、蒸着などの方法で結晶質の窒化ホウ素膜１
０１を堆積して多層構造基板素材を予め製造する。それ
から、別工程でその上にダイヤモンド薄膜を熱フィラメ
ント法で堆積した結果、結晶性の改善が認められた。そ
の際、窒化ホウ素膜１０１の結晶形態としては立方晶で
ある方が効果的であることも確認された。
用い、中間層１０３として非晶質状の窒化ホウ素膜を形
成した後に、蒸着などの方法で結晶質の窒化ホウ素膜１
０１を堆積して多層構造基板素材を予め製造する。それ
から、別工程でその上にダイヤモンド薄膜を熱フィラメ
ント法で堆積した結果、結晶性の改善が認められた。そ
の際、窒化ホウ素膜１０１の結晶形態としては立方晶で
ある方が効果的であることも確認された。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、基板素材の最上層に窒化ホウ素膜を配するこ
とによって、堆積されるダイヤモンド薄膜と前記基板素
材の間の格子不整合の影響を少なくすることが出来る。 その結果、基板素材上への良質なダイヤモンド薄膜ヘテ
ロエピタキシャル成長が可能になる。これによって、結
晶性の良いダイヤモンド薄膜が大面積で得られると共に
、ハイブリッド・デバイスの可能性を開くことが出来る
。
本発明は、基板素材の最上層に窒化ホウ素膜を配するこ
とによって、堆積されるダイヤモンド薄膜と前記基板素
材の間の格子不整合の影響を少なくすることが出来る。 その結果、基板素材上への良質なダイヤモンド薄膜ヘテ
ロエピタキシャル成長が可能になる。これによって、結
晶性の良いダイヤモンド薄膜が大面積で得られると共に
、ハイブリッド・デバイスの可能性を開くことが出来る
。
【図１】本発明のダイヤモンド薄膜堆積に用いられる基
板素材の構造の一例を示す断面図である。
板素材の構造の一例を示す断面図である。
１０１ 窒化ホウ素膜
１０２ 基板素材
１０３ 中間層
Claims (4)
- 【請求項１】 窒化ホウ素膜を最上層に持つ多層構造
からなることを特徴とする基板素材。 - 【請求項２】 窒化ホウ素膜の構造として、結晶質で
あり、かつその結晶形態が立方晶であることを特徴とす
る請求項１の基板素材。 - 【請求項３】 予め製造されている、窒化ホウ素膜を
最上層に持つ多層構造からなる基板素材を用いて、その
上にダイヤモンド薄膜を堆積することを特徴とするダイ
ヤモンド薄膜の堆積方法。 - 【請求項４】 窒化ホウ素膜の構造として、結晶質で
あり、かつその結晶形態が立方晶であることを特徴とす
る請求項３のダイヤモンド薄膜の堆積方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100043A JPH04331797A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 基板素材及びそれを用いたダイヤモンド薄膜の堆積方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100043A JPH04331797A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 基板素材及びそれを用いたダイヤモンド薄膜の堆積方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331797A true JPH04331797A (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=14263490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3100043A Pending JPH04331797A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 基板素材及びそれを用いたダイヤモンド薄膜の堆積方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04331797A (ja) |
-
1991
- 1991-05-01 JP JP3100043A patent/JPH04331797A/ja active Pending
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