JPH06191991A - ダイヤモンド膜の形成方法 - Google Patents
ダイヤモンド膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH06191991A JPH06191991A JP26090291A JP26090291A JPH06191991A JP H06191991 A JPH06191991 A JP H06191991A JP 26090291 A JP26090291 A JP 26090291A JP 26090291 A JP26090291 A JP 26090291A JP H06191991 A JPH06191991 A JP H06191991A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- substrate
- thin film
- gas
- polished
- 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.)
- Pending
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 5
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 18
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 abstract description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 不純物及び結晶欠陥等が少なく、高純度のダ
イヤモンド薄膜を製造する。 【構成】 先ず、Ｓｉ基板１の表面を鏡面研磨する。次
に、この基板１の表面をダイヤモンドペーストで研磨
（粗面化）した後、超音波洗浄する。次に、ＳＦ6 ガス
をエッチングガスとして、プラズマエッチングを施す。
これにより、超音波洗浄により除去しきれなかったダイ
ヤモンドペースト等の基板１の表面上に付着した不純物
を除去することができる。次いで、気相合成法により、
基板１の表面上にダイヤモンド薄膜２を形成する。
イヤモンド薄膜を製造する。 【構成】 先ず、Ｓｉ基板１の表面を鏡面研磨する。次
に、この基板１の表面をダイヤモンドペーストで研磨
（粗面化）した後、超音波洗浄する。次に、ＳＦ6 ガス
をエッチングガスとして、プラズマエッチングを施す。
これにより、超音波洗浄により除去しきれなかったダイ
ヤモンドペースト等の基板１の表面上に付着した不純物
を除去することができる。次いで、気相合成法により、
基板１の表面上にダイヤモンド薄膜２を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体分野及び光学分
野等において使用される高性能素子の構成材料として好
適の良質なダイヤモンド薄膜を形成することができるダ
イヤモンド膜の形成方法に関する。
野等において使用される高性能素子の構成材料として好
適の良質なダイヤモンド薄膜を形成することができるダ
イヤモンド膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体分野及び光学分野において使用さ
れるダイヤモンド薄膜を用いた素子を製造する場合に、
高品質のダイヤモンド薄膜を得ることが重要である。
れるダイヤモンド薄膜を用いた素子を製造する場合に、
高品質のダイヤモンド薄膜を得ることが重要である。
【０００３】図２（ａ）乃至（ｃ）は従来のダイヤモン
ド膜の形成方法を工程順に示す断面図である。
ド膜の形成方法を工程順に示す断面図である。
【０００４】先ず、図２（ａ）に示すように、Ｓｉ基板
（ウェハ）１１の表面を鏡面研磨する。次に、図２
（ｂ）に示すように、基板１１の表面をダイヤモンドペ
ーストにより研磨（粗面化）し、その後洗浄する。次い
で、気相合成装置の反応室内に基板１１を載置する。そ
して、濃度を調整した炭化水素と水素との混合ガスを反
応ガスとし、マイクロ波等のエネルギーによりこの反応
ガスをプラズマ化する。このプラズマ中に基板１１をお
くことにより、図２（ｃ）に示すように、基板１１の表
面上にダイヤモンドが合成され、ダイヤモンド薄膜１２
を得ることができる。
（ウェハ）１１の表面を鏡面研磨する。次に、図２
（ｂ）に示すように、基板１１の表面をダイヤモンドペ
ーストにより研磨（粗面化）し、その後洗浄する。次い
で、気相合成装置の反応室内に基板１１を載置する。そ
して、濃度を調整した炭化水素と水素との混合ガスを反
応ガスとし、マイクロ波等のエネルギーによりこの反応
ガスをプラズマ化する。このプラズマ中に基板１１をお
くことにより、図２（ｃ）に示すように、基板１１の表
面上にダイヤモンドが合成され、ダイヤモンド薄膜１２
を得ることができる。
【０００５】ところで、鏡面仕上されたままのＳｉ基板
上にダイヤモンドを析出させると、ダイヤモンドの粒子
が低密度になってしまう。このため、上述の如く、予め
基板表面をダイヤモンドペーストで研磨して、基板表面
に疵を設けておく。これにより、基板表面の疵が合成反
応におけるダイヤモンド結晶の核発生中心となり、ダイ
ヤモンド粒子が高密度で発生し、多結晶ダイヤモンド薄
膜を速やかに形成することができる。
上にダイヤモンドを析出させると、ダイヤモンドの粒子
が低密度になってしまう。このため、上述の如く、予め
基板表面をダイヤモンドペーストで研磨して、基板表面
に疵を設けておく。これにより、基板表面の疵が合成反
応におけるダイヤモンド結晶の核発生中心となり、ダイ
ヤモンド粒子が高密度で発生し、多結晶ダイヤモンド薄
膜を速やかに形成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、ダイヤモンドペースト等で研磨した基板を洗
浄し、その後基板の表面上にダイヤモンドを析出させて
いるため、洗浄により除去しきれなかった不純物又は汚
物が付着したままの基板上にダイヤモンドが合成されて
いる。従って、不純物等がダイヤモンド薄膜中に取り込
まれる可能性があり、ダイヤモンド薄膜中に欠陥が発生
したり、非ダイヤモンド成分が増大して、ダイヤモンド
薄膜の品質に悪影響を与える要因になっている。
方法では、ダイヤモンドペースト等で研磨した基板を洗
浄し、その後基板の表面上にダイヤモンドを析出させて
いるため、洗浄により除去しきれなかった不純物又は汚
物が付着したままの基板上にダイヤモンドが合成されて
いる。従って、不純物等がダイヤモンド薄膜中に取り込
まれる可能性があり、ダイヤモンド薄膜中に欠陥が発生
したり、非ダイヤモンド成分が増大して、ダイヤモンド
薄膜の品質に悪影響を与える要因になっている。
【０００７】ダイヤモンド析出前の基板表面を清浄化す
るために、基板表面にエッチングを施すことも考えられ
るが、従来、基板表面をエッチングすると、核発生密度
が低下してダイヤモンド粒子の密度が低下するといわれ
ていた。
るために、基板表面にエッチングを施すことも考えられ
るが、従来、基板表面をエッチングすると、核発生密度
が低下してダイヤモンド粒子の密度が低下するといわれ
ていた。
【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、不純物が少ないと共に密度が高い高品質の
ダイヤモンド薄膜を形成できるダイヤモンド膜の形成方
法を提供することを目的とする。
のであって、不純物が少ないと共に密度が高い高品質の
ダイヤモンド薄膜を形成できるダイヤモンド膜の形成方
法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るダイヤモン
ド膜の形成方法は、基板表面を研磨する工程と、少なく
ともフッ素を含むガスをエッチングガスとして前記基板
表面をプラズマエッチングする工程と、前記基板表面上
に気相合成法によりダイヤモンドを析出させる工程とを
有することを特徴とする。
ド膜の形成方法は、基板表面を研磨する工程と、少なく
ともフッ素を含むガスをエッチングガスとして前記基板
表面をプラズマエッチングする工程と、前記基板表面上
に気相合成法によりダイヤモンドを析出させる工程とを
有することを特徴とする。
【００１０】
【作用】本願発明者等は、高品質のダイヤモンド薄膜を
形成すべく種々実験研究を行なった。その結果、例えば
ＳＦ6 等のフッ素を含むガスに高周波電場を印加してプ
ラズマ化し、このプラズマ中に研磨した基板を置くと、
励起されたフッ素により、基板の構成元素であるＳｉと
共に基板表面上の不純物が分解されて除去され、しか
も、ダイヤモンド合成における核発生密度には何ら影響
を与えないことが判明した。本発明は、このような実験
結果に基づいてなされたものである。
形成すべく種々実験研究を行なった。その結果、例えば
ＳＦ6 等のフッ素を含むガスに高周波電場を印加してプ
ラズマ化し、このプラズマ中に研磨した基板を置くと、
励起されたフッ素により、基板の構成元素であるＳｉと
共に基板表面上の不純物が分解されて除去され、しか
も、ダイヤモンド合成における核発生密度には何ら影響
を与えないことが判明した。本発明は、このような実験
結果に基づいてなされたものである。
【００１１】即ち、本発明においては、ダイヤモンド析
出の前処理として、少なくともフッ素を含むガスで前記
基板表面をプラズマエッチングする。これにより、基板
表面の不純物及び汚物を除去することができる。その
後、この基板表面にダイヤモンドを析出させるので、高
品質のダイヤモンド膜を得ることができる。
出の前処理として、少なくともフッ素を含むガスで前記
基板表面をプラズマエッチングする。これにより、基板
表面の不純物及び汚物を除去することができる。その
後、この基板表面にダイヤモンドを析出させるので、高
品質のダイヤモンド膜を得ることができる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１３】図１（ａ）乃至（ｄ）は本発明の実施例に
係るダイヤモンド膜の形成方法を工程順に示す断面図で
ある。
係るダイヤモンド膜の形成方法を工程順に示す断面図で
ある。
【００１４】先ず、図１（ａ）に示すように、基板１と
なるＳｉウェハの表面を鏡面研磨する。次に、図１
（ｂ）に示すように、基板１の表面をダイヤモンドペー
ストで研磨（粗面化）する。その後、有機溶剤を用いて
超音波洗浄を行い、基板１の表面に付着しているダイヤ
モンドペースト及び有機物等を除去する。
なるＳｉウェハの表面を鏡面研磨する。次に、図１
（ｂ）に示すように、基板１の表面をダイヤモンドペー
ストで研磨（粗面化）する。その後、有機溶剤を用いて
超音波洗浄を行い、基板１の表面に付着しているダイヤ
モンドペースト及び有機物等を除去する。
【００１５】次に、基板表面をＳＦ6 ガスのプラズマに
よりエッチングすることにより、図１（ｃ）に示すよう
に、超音波洗浄で除去できなかったダイヤモンドペース
ト等を取り除く。
よりエッチングすることにより、図１（ｃ）に示すよう
に、超音波洗浄で除去できなかったダイヤモンドペース
ト等を取り除く。
【００１６】このときのエッチング条件を下記表１に示
す。
す。
【００１７】
【表１】
【００１８】次いで、図１（ｄ）に示すように、プラズ
マエッチング処理した基板１の表面上に、ダイヤモンド
薄膜２を析出させる。このときのダイヤモンドの合成条
件を下記表２に示す。
マエッチング処理した基板１の表面上に、ダイヤモンド
薄膜２を析出させる。このときのダイヤモンドの合成条
件を下記表２に示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】このようにして、欠陥及び不純物が極めて
少なく、高品質のダイヤモンド薄膜を得ることができ
る。
少なく、高品質のダイヤモンド薄膜を得ることができ
る。
【００２１】上述の実施例方法により、実際にＳｉ基板
上にダイヤモンド薄膜を形成した。そして、ダイヤモン
ド薄膜を電子顕微鏡で観察してその結晶性を調べた。ま
た、ラマン分光分析法によってもダイヤモンド薄膜の結
晶性を調べた。その結果、本実施例方法により形成した
ダイヤモンド薄膜は、その結晶性が良好であることを確
認することができた。
上にダイヤモンド薄膜を形成した。そして、ダイヤモン
ド薄膜を電子顕微鏡で観察してその結晶性を調べた。ま
た、ラマン分光分析法によってもダイヤモンド薄膜の結
晶性を調べた。その結果、本実施例方法により形成した
ダイヤモンド薄膜は、その結晶性が良好であることを確
認することができた。
【００２２】なお、上述の実施例は、エッチングガスと
してＳＦ6 を使用する場合について説明したが、この外
にＣＦ4 等のフッ素を含むガスを使用することもでき
る。
してＳＦ6 を使用する場合について説明したが、この外
にＣＦ4 等のフッ素を含むガスを使用することもでき
る。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
ダイヤモンド析出の前処理としてフッ素を含むガスをエ
ッチングガスとして基板表面をプラズマエッチングをす
るから、基板表面上の不純物を除去することができて、
高品質のダイヤモンド膜を得ることができる。従って、
本発明は、半導体分野及び光学分野等において極めて有
用である。
ダイヤモンド析出の前処理としてフッ素を含むガスをエ
ッチングガスとして基板表面をプラズマエッチングをす
るから、基板表面上の不純物を除去することができて、
高品質のダイヤモンド膜を得ることができる。従って、
本発明は、半導体分野及び光学分野等において極めて有
用である。
【図１】（ａ）乃至（ｄ）は本発明の実施例に係るダイ
ヤモンド膜の形成方法を工程順に示す断面図である。
ヤモンド膜の形成方法を工程順に示す断面図である。
【図２】（ａ）乃至（ｃ）は従来のダイヤモンド膜の形
成方法を工程順に示す断面図である。
成方法を工程順に示す断面図である。
１，１１；Ｓｉ基板 ２，１２；ダイヤモンド薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イボンヌ・マリー・ルグリース アメリカ合衆国，ノースカロライナ州 27695，ローリ，フェルプス ストリート 514
Claims (1)
- 【請求項１】 基板表面を研磨する工程と、少なくとも
フッ素を含むガスをエッチングガスとして前記基板表面
をプラズマエッチングする工程と、前記基板表面上に気
相合成法によりダイヤモンドを析出させる工程とを有す
ることを特徴とするダイヤモンド膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26090291A JPH06191991A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | ダイヤモンド膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26090291A JPH06191991A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | ダイヤモンド膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06191991A true JPH06191991A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=17354349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26090291A Pending JPH06191991A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | ダイヤモンド膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06191991A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005225746A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-08-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド単結晶基板の製造方法およびダイヤモンド単結晶基板 |
| CN110648909A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-03 | 福建北电新材料科技有限公司 | 回磨方法、衬底晶片以及电子器件 |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP26090291A patent/JPH06191991A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005225746A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-08-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド単結晶基板の製造方法およびダイヤモンド単結晶基板 |
| CN110648909A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-03 | 福建北电新材料科技有限公司 | 回磨方法、衬底晶片以及电子器件 |
| CN110648909B (zh) * | 2019-09-30 | 2022-03-18 | 福建北电新材料科技有限公司 | 回磨方法、衬底晶片以及电子器件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2939272B2 (ja) | ダイヤモンド被膜の成長方法 | |
| JP3176493B2 (ja) | 高配向性ダイヤモンド薄膜の形成方法 | |
| JPH0218392A (ja) | 多結晶性ダイヤモンド膜の製造方法 | |
| JP2003277183A (ja) | ダイヤモンド単結晶の製造方法ならびにダイヤモンド単結晶基板およびその製造方法 | |
| EP0558925A1 (en) | Method for controlling roughness on surface of monocrystal | |
| JPS61270830A (ja) | 表面清浄化方法 | |
| JP2007284285A (ja) | ダイヤモンド膜及びその製造方法 | |
| Shimada et al. | Analysis of diamond phase in hydrogenated hard carbon film using radio frequency plasma etching | |
| US5122482A (en) | Method for treating surface of silicon | |
| JPH06191991A (ja) | ダイヤモンド膜の形成方法 | |
| JPH09310170A (ja) | 炭化珪素薄膜構造体およびその作製方法 | |
| JP2683060B2 (ja) | ダイヤモンド膜及びその製造法 | |
| Liu et al. | Selective deposition of diamond films on insulators by selective seeding with a double-layer mask | |
| Choi et al. | Quantitative characterization of the true epitaxial ratio in the first stage of the MPCVD diamond synthesis | |
| JPS63215037A (ja) | ケイ素系薄膜の製造方法 | |
| JPS60239028A (ja) | 表面清浄化方法 | |
| JP3176086B2 (ja) | ダイヤモンド結晶及びダイヤモンド形成用基体 | |
| JPH02151031A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH07237998A (ja) | 窒化アルミニウム薄膜基板および製造法 | |
| JP3728469B2 (ja) | 単結晶ダイヤモンド膜の形成方法 | |
| Mao et al. | Generation of diamond nuclei on amorphous SiO2 by alternating‐current bias microwave plasma chemical vapor deposition | |
| JPH05345697A (ja) | ダイヤモンド膜の製造方法 | |
| Huang et al. | Silicon pyramidal texture formed in pure hydrogen plasma exposure | |
| JPH0616499A (ja) | ダイヤモンド被覆部材 | |
| JP4654439B2 (ja) | 金属酸化物薄膜の形成方法 |