JPH061694A - ダイヤモンド部材およびその製造法 - Google Patents
ダイヤモンド部材およびその製造法Info
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- JPH061694A JPH061694A JP18994192A JP18994192A JPH061694A JP H061694 A JPH061694 A JP H061694A JP 18994192 A JP18994192 A JP 18994192A JP 18994192 A JP18994192 A JP 18994192A JP H061694 A JPH061694 A JP H061694A
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- Japan
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- diamond
- substrate
- layer
- vapor phase
- phase growth
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 気相合成法によって微粒かつ緻密で耐熱性・
耐酸化性の高いダイヤモンド部材を得ることを目的とす
る。 【構成】 気相成長によりダイヤモンドを合成する基板
１上にＳｉＣ層２を成膜した後、気相成長によりダイヤ
モンド層３を合成し、その後に基材１の一部または全部
を除去して得られるＳｉＣ層２を有するダイヤモンド部
材４。
耐酸化性の高いダイヤモンド部材を得ることを目的とす
る。 【構成】 気相成長によりダイヤモンドを合成する基板
１上にＳｉＣ層２を成膜した後、気相成長によりダイヤ
モンド層３を合成し、その後に基材１の一部または全部
を除去して得られるＳｉＣ層２を有するダイヤモンド部
材４。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気相合成法により得ら
れる微粒かつ緻密で耐熱性・耐酸化性の高いダイヤモン
ド部材とその製造方法に関するものである。
れる微粒かつ緻密で耐熱性・耐酸化性の高いダイヤモン
ド部材とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンドは高い硬度、大きな熱伝導
性、優れた耐食性等の性質を有しており、その性質を利
用してダイヤモンド膜は現在おもに切削工具などに用い
られている。この際、粒径の細かい緻密な膜が切削性能
のよいことが知られており、又、耐熱性・耐酸化性が特
に要求されている。更に、ダイヤモンド膜を光学窓など
に使用する超薄膜として作成する際にも、微粒で緻密な
膜が要求されている。
性、優れた耐食性等の性質を有しており、その性質を利
用してダイヤモンド膜は現在おもに切削工具などに用い
られている。この際、粒径の細かい緻密な膜が切削性能
のよいことが知られており、又、耐熱性・耐酸化性が特
に要求されている。更に、ダイヤモンド膜を光学窓など
に使用する超薄膜として作成する際にも、微粒で緻密な
膜が要求されている。
【０００３】従来、気相合成法によりダイヤモンド膜を
成膜する際、ダイヤモンドの核発生密度を増大させるた
めに、蒸着前にダイヤモンド砥粒を用いて図２で示す基
材１に傷つけ処理を行い成長初期のダイヤモンド結晶核
を増大させることによって微粒で緻密なダイヤモンド多
結晶体からなるダイヤモンド膜５を得る工夫が行われて
きた。また耐熱性・耐酸化性についてはダイヤモンド結
晶の純度を向上させることで改善されてきた。
成膜する際、ダイヤモンドの核発生密度を増大させるた
めに、蒸着前にダイヤモンド砥粒を用いて図２で示す基
材１に傷つけ処理を行い成長初期のダイヤモンド結晶核
を増大させることによって微粒で緻密なダイヤモンド多
結晶体からなるダイヤモンド膜５を得る工夫が行われて
きた。また耐熱性・耐酸化性についてはダイヤモンド結
晶の純度を向上させることで改善されてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、傷つけ処理だ
けではダイヤモンド膜５におけるダイヤモンドの核発生
密度は１０9 ／ｃｍ2 程度までが限界であって、結晶粒
径は０．４μｍ程度であった。また、ダイヤモンドは炭
素のみで構成されており、６００℃以上では容易に空気
中の酸素と反応するため、耐熱性・耐酸化性には本質的
に限界があった。
けではダイヤモンド膜５におけるダイヤモンドの核発生
密度は１０9 ／ｃｍ2 程度までが限界であって、結晶粒
径は０．４μｍ程度であった。また、ダイヤモンドは炭
素のみで構成されており、６００℃以上では容易に空気
中の酸素と反応するため、耐熱性・耐酸化性には本質的
に限界があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、ダイヤモン
ドを成長させる基板上に、ダイヤモンド成長前にＳｉＣ
層を形成し、ダイヤモンドとして堆積しようとする炭素
が基板と反応したり、基板中へ拡散したりすることを抑
制してダイヤモンドの核発生密度を増大させ、かつ基板
の一部または全部を除去してこのＳｉＣ層を耐熱性・耐
酸化性が要求される部分に使用することで大気中で１０
００℃以上の耐熱性・耐酸化性を有するダイヤモンド部
材を得るものである。
ドを成長させる基板上に、ダイヤモンド成長前にＳｉＣ
層を形成し、ダイヤモンドとして堆積しようとする炭素
が基板と反応したり、基板中へ拡散したりすることを抑
制してダイヤモンドの核発生密度を増大させ、かつ基板
の一部または全部を除去してこのＳｉＣ層を耐熱性・耐
酸化性が要求される部分に使用することで大気中で１０
００℃以上の耐熱性・耐酸化性を有するダイヤモンド部
材を得るものである。
【０００６】
【作用】ダイヤモンドの核発生密度を増加させて微粒の
ダイヤモンド多結晶体を得るにはダイヤモンド砥粒など
による傷つけ処理以外に、基板上・基板中への炭素の反
応・拡散を抑える必要がある。炭素が基板中に取り込ま
れることなくダイヤモンドの成長に有効に用いられるた
めには、基板の材料として炭素と反応しにくく、炭素の
拡散係数が小さい材料を用いることが望ましい。
ダイヤモンド多結晶体を得るにはダイヤモンド砥粒など
による傷つけ処理以外に、基板上・基板中への炭素の反
応・拡散を抑える必要がある。炭素が基板中に取り込ま
れることなくダイヤモンドの成長に有効に用いられるた
めには、基板の材料として炭素と反応しにくく、炭素の
拡散係数が小さい材料を用いることが望ましい。
【０００７】炭化物は一般に融点が高いため、炭素の拡
散係数が小さく炭素が基板中に拡散するのを防ぐ働きを
し、更にＳｉＣ，ＷＣ，ＴａＣなどの飽和炭化物を用い
ることによってこれ以上炭素と反応することがなく微粒
のダイヤモンドを成長させるのに適当な基板となる。
散係数が小さく炭素が基板中に拡散するのを防ぐ働きを
し、更にＳｉＣ，ＷＣ，ＴａＣなどの飽和炭化物を用い
ることによってこれ以上炭素と反応することがなく微粒
のダイヤモンドを成長させるのに適当な基板となる。
【０００８】このような炭化物層をＳｉ，Ｗ，Ｍｏなど
の基板上に薄膜として形成し更にその上にダイヤモンド
を成長させると、バルクの炭化物を基板としたのと同等
の効果があり、更に基板を除去することによって耐熱性
・耐酸化性の高い炭化物の被覆を持ったダイヤモンド部
材が得られる。
の基板上に薄膜として形成し更にその上にダイヤモンド
を成長させると、バルクの炭化物を基板としたのと同等
の効果があり、更に基板を除去することによって耐熱性
・耐酸化性の高い炭化物の被覆を持ったダイヤモンド部
材が得られる。
【０００９】発明者らはこのような炭化物層としてＳｉ
Ｃの薄膜が最も適していることを見いだした。このＳｉ
Ｃ層の厚さは少なくとも０．００５μｍ以上必要であ
る。
Ｃの薄膜が最も適していることを見いだした。このＳｉ
Ｃ層の厚さは少なくとも０．００５μｍ以上必要であ
る。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を図１に基づいて説
明する。
明する。
【００１１】図１に示すように、鏡面研磨したＳｉ基板
１に公知の熱ＣＶＤ法により、０．０５μｍのＳｉＣ層
２を形成する。その基板に１５００メッシュのダイヤモ
ンド砥粒で傷つけ処理を行い、公知のマイクロ波ＣＶＤ
法によってダイヤモンド層３を１０μｍ成長させた。
１に公知の熱ＣＶＤ法により、０．０５μｍのＳｉＣ層
２を形成する。その基板に１５００メッシュのダイヤモ
ンド砥粒で傷つけ処理を行い、公知のマイクロ波ＣＶＤ
法によってダイヤモンド層３を１０μｍ成長させた。
【００１２】このダイヤモンド薄膜表面を電子顕微鏡で
観察したところ、核発生密度が１０11／ｃｍ2 と従来よ
り２桁程度高く、成長終了時点で粒径０．１μｍ程度の
緻密な結晶からなるダイヤモンド層３を形成することが
できた。
観察したところ、核発生密度が１０11／ｃｍ2 と従来よ
り２桁程度高く、成長終了時点で粒径０．１μｍ程度の
緻密な結晶からなるダイヤモンド層３を形成することが
できた。
【００１３】更に、このダイヤモンド層３についている
Ｓｉ基材を酸で除去して、ダイヤモンド層３の片側にＳ
ｉＣ層２のついているダイヤモンド部材４を得た。この
部材４のＳｉＣ層２で被覆されている側を大気中１００
０℃の雰囲気に１時間さらしたが全く重量減少はみられ
なかった。
Ｓｉ基材を酸で除去して、ダイヤモンド層３の片側にＳ
ｉＣ層２のついているダイヤモンド部材４を得た。この
部材４のＳｉＣ層２で被覆されている側を大気中１００
０℃の雰囲気に１時間さらしたが全く重量減少はみられ
なかった。
【００１４】尚、この発明において、気相合成によりダ
イヤモンドおよびＳｉＣを成長させる方法は熱ＣＶＤ、
プラズマＣＶＤなどこれまで知られているいかなる方法
でも良い。
イヤモンドおよびＳｉＣを成長させる方法は熱ＣＶＤ、
プラズマＣＶＤなどこれまで知られているいかなる方法
でも良い。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、微粒かつ緻密で耐熱性・耐酸化性の高いダイヤモン
ド部材を形成することが可能となった。
ば、微粒かつ緻密で耐熱性・耐酸化性の高いダイヤモン
ド部材を形成することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるダイヤモンドの気相合成の様子
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図２】従来法によるダイヤモンドの気相合成の様子を
示す正面図である。
示す正面図である。
【符号の説明】 １ 基板 ２ ＳｉＣ層 ３ ダイヤモンド層 ４ ダイヤモンド部材
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上で気相成長により成長させられた
ダイヤモンドの少なくとも基板との界面であった側にＳ
ｉＣ層を有するダイヤモンド部材。 - 【請求項２】 気相成長によりダイヤモンドを合成する
基板上にＳｉＣ層を成膜した後、気相成長によりダイヤ
モンドを合成し、その後に基材の一部または全部を除去
してＳｉＣ層を有するダイヤモンド部材を得るダイヤモ
ンド部材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18994192A JPH061694A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | ダイヤモンド部材およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18994192A JPH061694A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | ダイヤモンド部材およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH061694A true JPH061694A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=16249774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18994192A Pending JPH061694A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | ダイヤモンド部材およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061694A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0891992A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-04-09 | Toyo Kohan Co Ltd | ダイヤモンド被覆ろう付け製品の製造方法 |
| JP2012015229A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化珪素半導体デバイスの製造方法 |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP18994192A patent/JPH061694A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0891992A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-04-09 | Toyo Kohan Co Ltd | ダイヤモンド被覆ろう付け製品の製造方法 |
| JP2012015229A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化珪素半導体デバイスの製造方法 |
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