JPH06199596A - Method for synthesizing diamond film - Google Patents
Method for synthesizing diamond filmInfo
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- JPH06199596A JPH06199596A JP22484793A JP22484793A JPH06199596A JP H06199596 A JPH06199596 A JP H06199596A JP 22484793 A JP22484793 A JP 22484793A JP 22484793 A JP22484793 A JP 22484793A JP H06199596 A JPH06199596 A JP H06199596A
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】メタンあるいは一酸化炭素の高濃度の原料ガス
を用いてダイヤモンド膜のプラズマCVD法による合成
を可能にし、メタン濃度の選択範囲を広くする。
【構成】メタンと水素のほかに酸素を混合する場合にメ
タン濃度を従来より高い20%以上にしても、原料ガス中
の酸素分をx%、メタン分をy%、水素分をz%とした
とき、x+y+z=1で、y>2x−0.1、y<2x+
0.05に調整すると良質のダイヤモンド膜が得られる。20
%以上の高濃度の一酸化炭素と水素、酸素との混合ガス
を原料ガスに用いる場合は、酸素濃度を1.5%以下に抑
えることで良質のダイヤモンド膜が得られる。またプラ
ズマの発光スペクトルを成膜条件の決定の目安にするこ
ともできる。
(57) [Abstract] [Purpose] To enable the synthesis of diamond film by plasma CVD using a source gas with high concentration of methane or carbon monoxide, and to widen the selection range of methane concentration. [Structure] When mixing oxygen in addition to methane and hydrogen, even if the methane concentration is higher than 20%, which is higher than the conventional value, the oxygen content in the source gas is x%, the methane content is y%, and the hydrogen content is z%. Then, x + y + z = 1, y> 2x-0.1, y <2x +
If adjusted to 0.05, a good quality diamond film can be obtained. 20
When a mixed gas of carbon monoxide, hydrogen, and oxygen with a high concentration of 0.1% or more is used as a raw material gas, a high quality diamond film can be obtained by suppressing the oxygen concentration to 1.5% or less. Further, the emission spectrum of plasma can also be used as a guide for determining film formation conditions.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子としての応
用が注目されているダイヤモンド膜の合成方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for synthesizing a diamond film, which is attracting attention for application as a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】代表的な宝石であるダイヤモンドが最も
硬い物質であることはよく知られ、切削工具や研磨材な
どとして工業的にも重要な材料の一つとなっている。こ
の他にも、ダイヤモンドはSiやGeと同じ周期表IV族に
属し、半導体としての性質も有する。Siと比較するとエ
ネルギー・ギャップが大きいばかりでなく、キャリア移
動度、飽和ドリフト速度、絶縁破壊電界や熱伝導率など
も大きいことなどは以前より報告されていた。このダイ
ヤモンドの優れた性質を利用することにより、高温動作
デバイス、高パワーデバイス、青色発光素子等の材料と
して応用が期待されていたが、良質で大面積のダイヤモ
ンド膜が合成できなかった。近年、このダイヤモンド膜
を気相合成 (CVD) 法で作る技術が開発され、半導体
素子としての応用が注目されている。実際に、サーミス
タ、ショットキーダイオード、FET、発光素子などの
試作が盛んに行われている。2. Description of the Related Art It is well known that diamond, which is a typical gemstone, is the hardest substance, and is one of the industrially important materials such as cutting tools and abrasives. In addition to this, diamond belongs to Group IV of the periodic table like Si and Ge, and also has properties as a semiconductor. It has been previously reported that not only the energy gap is larger than that of Si, but also carrier mobility, saturation drift velocity, breakdown electric field and thermal conductivity are large. By utilizing the excellent properties of this diamond, it was expected to be applied as a material for high temperature operating devices, high power devices, blue light emitting devices, etc., but it was not possible to synthesize high quality and large area diamond films. In recent years, a technique for producing this diamond film by a vapor phase synthesis (CVD) method has been developed, and its application as a semiconductor device has been drawing attention. Actually, trial production of thermistors, Schottky diodes, FETs, light emitting elements, etc. has been actively conducted.
【0003】ダイヤモンドは炭素原子からなる結晶であ
るが、通常の環境下において安定相でない。準安定相で
あるダイヤモンドを合成する手法がCVD法である。こ
れは、CH4 やCOなどの炭素から構成されるガスと多
量のH2 ガスを活性化し、600 〜1200℃の高温にしたSi
などの基板上にダイヤモンドを成膜する方法である。H
2 ガスは活性化されると反応性の高い原子状水素とな
り、ダイヤモンドと同時に析出する安定相であるグラフ
ァイト成分を再蒸発させる。これらのガスを活性化する
やり方が種々考案され、熱フィラメントCVD法、μ波
プラズマCVD法、直流プラズマ・ジェットCVD法な
どと名付けられている。合成されたダイヤモンドは、基
板がダイヤモンドやc−BNからなる場合を除いて多結
晶となる。しかし、ダイヤモンド膜中にグラファイト等
の成分が少量残り、天然のダイヤモンドに比較してその
結晶性等が劣っている。H2 ガスを用いないでO2 ガス
を活性化して原子状酸素とすると、この原子状酸素はダ
イヤモンド以外のグラファイト成分などの炭素を選択的
に除去する作用が水素に比較して非常に強いとされてい
る。そして、CH4 あるいはCOとH2 のほかに数%の
酸素を添加すると、ダイヤモンドの膜質の向上や膜の成
長速度の増加が報告されている。また、特開平4−2140
94号公報には、炭素化合物のCH4 あるいはCO0.1%
〜20%、O2 が1ppm 〜10%、残部H2 であるCO/O
2 /H2 系ガスを用いてダイヤモンド膜を合成したこと
が述べられている。Although diamond is a crystal composed of carbon atoms, it is not a stable phase under normal circumstances. The CVD method is a method of synthesizing a metastable diamond. This is due to activation of a gas composed of carbon such as CH 4 and CO and a large amount of H 2 gas, and Si heated to a high temperature of 600 to 1200 ° C.
It is a method of forming a diamond film on a substrate such as. H
When activated, the 2 gas becomes highly reactive atomic hydrogen, and re-evaporates the graphite component, which is a stable phase that precipitates simultaneously with diamond. Various methods for activating these gases have been devised, which are named hot filament CVD method, μ wave plasma CVD method, direct current plasma jet CVD method and the like. The synthesized diamond becomes polycrystalline except when the substrate is made of diamond or c-BN. However, a small amount of components such as graphite remain in the diamond film, and its crystallinity is inferior to that of natural diamond. When O 2 gas is activated to form atomic oxygen without using H 2 gas, the atomic oxygen has a very strong action of selectively removing carbon such as graphite components other than diamond as compared with hydrogen. Has been done. It has been reported that addition of CH 4 or CO and H 2 as well as several% of oxygen improves the quality of diamond film and increases the growth rate of the film. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 4-2140
Japanese Patent No. 94 discloses that carbon compounds of CH 4 or CO 0.1%
To 20%, O 2 is 1 ppm to 10%, the balance H 2 CO / O
It is described that a diamond film was synthesized using a 2 / H 2 system gas.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】H2 ガスを用いたCV
D法でダイヤモンド膜を合成する際にO2 ガスを用いれ
ば、CH4 ガス濃度が高いときに発生する多量の炭素成
分を取り除くことができると考えられるが、CH4 −O
2 ガス系ではCVD装置の部材、例えばパッキングや真
空オイルなどの酸化による変質が起こり作業上の支障に
なる。また、CH 4 ガスを多量に混合した原料ガスを用
いてのダイヤモンド膜の合成については知られていな
い。COガスを多量に混合した原料ガスを用いてのダイ
ヤモンド膜の合成についても知られていない。[Problems to be Solved by the Invention] H2CV using gas
O when synthesizing diamond film by D method2Use gas
For example, CHFourLarge amount of carbon produced when gas concentration is high
It is thought that it is possible to remove the minute, but CHFour-O
2In the gas system, the parts of the CVD equipment, such as packing and
Deterioration caused by oxidation of empty oil etc.
Become. Also, CH FourUse raw material gas mixed with a large amount of gas
Unknown about the synthesis of diamond films
Yes. Die using raw material gas mixed with a large amount of CO gas
Nothing is known about the synthesis of Yamond films.
【0005】本発明の目的は、上述の問題を解決し、炭
化水素濃度あるいは一酸化炭素濃度の高い原料ガスを用
い、多量の炭素成分を取り除く良質のダイヤモンド膜を
合成する方法を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method for synthesizing a good quality diamond film for removing a large amount of carbon components by using a raw material gas having a high hydrocarbon concentration or carbon monoxide concentration. is there.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のダイヤモンド膜の合成方法は、メタン、
酸素および水素を混合した原料ガスをプラズマ放電によ
り活性化して基板上にダイヤモンド膜を気相合成する方
法において、メタン濃度が20%以上であり原料ガス中の
酸素分がx%、メタン分がy%、水素分がz%のとき、
x+y+z=1ならばy>2x−0.1であることが有効
である。また、y<2x+0.05であることも有効であ
る。あるいは、一酸化炭素、酸素および水素を混合した
原料ガスをプラズマ放電により活性化して基板上にダイ
ヤモンド膜を気相合成する方法において、原料ガス中の
一酸化炭素濃度が20%以上、水素濃度が5%以上で、か
つ酸素濃度が1.5%以下であるものとする。原料ガス中
の一酸化炭素分がp%、酸素分がq%、水素分がr%の
とき、p+q+r=1ならばp>0.4q+0.3であるこ
とが有効である。いずれの方法においても、プラズマ発
光スペクトルの波長618nm にピークがあらわれないプラ
ズマ条件で成膜を行うことが有効である。In order to achieve the above object, a method for synthesizing a diamond film according to the present invention comprises:
In a method of activating a source gas in which oxygen and hydrogen are mixed by plasma discharge to synthesize a diamond film on a substrate in a vapor phase, the concentration of methane is 20% or more, the oxygen content in the source gas is x%, and the methane content is y. %, When the hydrogen content is z%,
If x + y + z = 1, it is effective that y> 2x-0.1. It is also effective that y <2x + 0.05. Alternatively, in a method of activating a raw material gas in which carbon monoxide, oxygen and hydrogen are mixed by plasma discharge to synthesize a diamond film on a substrate in a vapor phase, the carbon monoxide concentration in the raw material gas is 20% or more and the hydrogen concentration is The oxygen concentration is 5% or more and the oxygen concentration is 1.5% or less. When the carbon monoxide content in the source gas is p%, the oxygen content is q%, and the hydrogen content is r%, it is effective that if p + q + r = 1, then p> 0.4q + 0.3. In either method, it is effective to form the film under the plasma conditions in which no peak appears at the wavelength of 618 nm in the plasma emission spectrum.
【0007】[0007]
【作用】炭化水素を高濃度に含む原料ガスを用いてダイ
ヤモンド膜を気相合成する場合、原料ガス中の酸素ガス
濃度を高めれば所定の法則に従えばCH4 ガスの濃度を
高めても良質のダイヤモンド膜を合成できる。また、原
料ガスに一酸化炭素、水素、酸素を用いるときには、酸
素ガス濃度を1.5%以下に抑えれば、5%以上の高濃度
で一酸化炭素を含む場合にも成膜でき、発生する多量の
炭素成分を取り除いて良質のダイヤモンド膜を合成でき
る。この場合も、原料ガス中の酸素ガス濃度が上記の枠
内で高めれば、それに応じてCOガス濃度を高めても良
質の膜が合成できる。[Function] When a diamond film is vapor-phase synthesized using a raw material gas containing a high concentration of hydrocarbons, if the oxygen gas concentration in the raw material gas is increased, a high quality CH 4 gas can be obtained according to a predetermined rule. The diamond film can be synthesized. When carbon monoxide, hydrogen, or oxygen is used as a source gas, if the oxygen gas concentration is suppressed to 1.5% or less, a film can be formed even when carbon monoxide is contained at a high concentration of 5% or more. It is possible to synthesize a high quality diamond film by removing a large amount of the carbon component. Also in this case, if the oxygen gas concentration in the raw material gas is increased within the above range, a good quality film can be synthesized even if the CO gas concentration is increased accordingly.
【0008】[0008]
【実施例】原料ガスとしてCH4 、O2 、H2 の混合ガ
スを用い、混合比を変化させて次の条件でμ波プラズマ
CVD法により、基板としてのダイヤモンド粉を用いて
超音波により表面の傷付処理をしたシリコン板上にダイ
ヤモンド膜を合成した。 原料ガス流量 100 sccm 反応圧力 30 Torr μ波出力 約250 W 基板温度 約850 ℃ 合成時間 3 時間 基板上に合成した膜中のダイヤモンドの存在は、X線回
折と走査型電子顕微鏡(SEM) を用いて確認した。図
1はその結果を示し、x%のO2 ガス、y%のCH4 ガ
ス、残りH2 ガスの原料ガスを用い、□印は良質のダイ
ヤモンド膜、○印はダイヤモンドを含む膜、●印はダイ
ヤモンドを含まない膜が合成されたことを示し、+印は
膜が合成されない場合である。図から明らかなように、
O2 ガス濃度xが0のとき、すなわち原料ガスがCH4
とH2 のみよりなるときには、CH4 ガス濃度yは5%
までに抑えなければ良質のダイヤモンド膜は合成できな
かった。これに対し、O2 ガスを混ぜることにより60%
以上のCH4 ガス濃度でも良質のダイヤモンド膜を合成
できる。図中の線1はy=2x−0.1、線2はy=2x
+0.05であり、線30はx+y=1、すなわちH2 ガスを
含まない場合である。EXAMPLE A mixed gas of CH 4 , O 2 and H 2 was used as a raw material gas, the mixing ratio was changed, and a microwave plasma CVD method was performed under the following conditions. A diamond film was synthesized on the scratch-treated silicon plate. Raw material gas flow rate 100 sccm Reaction pressure 30 Torr μ Wave power Approx. 250 W Substrate temperature Approx. 850 ° C. Synthesis time 3 hours The presence of diamond in the film synthesized on the substrate was determined by X-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM). I confirmed it. Fig. 1 shows the results, using x% O 2 gas, y% CH 4 gas, and the remaining H 2 gas as raw materials, □ indicates a good diamond film, ○ indicates a diamond-containing film, and ● indicates. Indicates that a film containing no diamond was synthesized, and + indicates that the film was not synthesized. As is clear from the figure,
When the O 2 gas concentration x is 0, that is, the source gas is CH 4
And H 2 only, the CH 4 gas concentration y is 5%.
A high-quality diamond film could not be synthesized unless it was controlled. On the other hand, 60% by mixing O 2 gas
Even with the above CH 4 gas concentration, a good quality diamond film can be synthesized. Line 1 in the figure is y = 2x-0.1, line 2 is y = 2x
+0.05, line 30 is x + y = 1, ie no H 2 gas.
【0009】これより、ダイヤモンドを含む膜を得るに
は、y>2x−0.1であることが必要であり、SEM観
察により明確な自形をもつことが確認される良質のダイ
ヤモンド膜を得るには、さらにy<2x+0.05の条件を
付け加えることが必要なことが分かる。図2は、μ波プ
ラズマCVD法での成膜時に、反応容器の窓と光ファイ
バ分光器とを連結した高速スペクトル解析装置を用いて
得られたプラズマ発光スペクトルのCH4 ガス濃度40%
の場合の例で、xの値が高くなると、波長618nm に見ら
れるOHに関係すると思われるピークがあらわれる。こ
れは過剰にO2 ガスがあると、H2 と反応してOHを形
成するためと思われる。このようなピークがあらわれる
と図1からわかるように膜が合成されない。良質なダイ
ヤモンド膜はそれよりややO2 ガス濃度が低いときに得
られるので、このプラズマ発光スペクトルを観察してO
2 ガス濃度を調整すれば良質のダイヤモンド膜が合成で
きる。From this, it is necessary that y> 2x-0.1 in order to obtain a film containing diamond, and a good quality diamond film confirmed to have a clear automorphism by SEM observation is obtained. , It is necessary to add a condition of y <2x + 0.05. FIG. 2 shows a CH 4 gas concentration of 40% in a plasma emission spectrum obtained by using a high-speed spectrum analyzer in which a window of a reaction vessel and an optical fiber spectroscope are connected during film formation by the μ-wave plasma CVD method.
In the case of the above case, as the value of x becomes higher, a peak appearing to be associated with OH at a wavelength of 618 nm appears. It is considered that this is because when O 2 gas is excessive, it reacts with H 2 to form OH. When such a peak appears, the film is not synthesized as shown in FIG. Since a good quality diamond film can be obtained when the O 2 gas concentration is slightly lower than that, observing this plasma emission spectrum
2 A good quality diamond film can be synthesized by adjusting the gas concentration.
【0010】別の実施例では、原料ガスとして、CO、
O2 、H2 の混合ガスを用い、混合比を変化させて上記
と同一条件で、傷付処理をしたシリコン板上にμ波プラ
ズマCVD法によりダイヤモンド膜を合成した。以上の
ようにして基板上に合成した膜は、X線回折、ラマン分
光とSEM観察によりダイヤモンドであることを確認し
た。図3はその結果をまとめたものである。*印は膜が
合成できない条件を表し、●印と○印の条件で合成した
膜はそれぞれX線回折よりダイヤモンドを含まない膜と
ダイヤモンドを含む膜であることがわかった。また、線
3で囲まれた区域内のΔ印および□印の膜はX線回折お
よびラマン分光より良質のダイヤモンド膜であり、そし
てそれぞれSEM観察によりダイヤモンドの自形がある
膜とない膜である。In another embodiment, the source gas is CO,
A diamond film was synthesized by a microwave plasma CVD method on a scratch-treated silicon plate under the same conditions as above, using a mixed gas of O 2 and H 2 and changing the mixing ratio. The film synthesized on the substrate as described above was confirmed to be diamond by X-ray diffraction, Raman spectroscopy and SEM observation. FIG. 3 is a summary of the results. The asterisk (*) represents the conditions under which the film could not be synthesized, and the films synthesized under the conditions of ● and ◯ were found to be a diamond-free film and a diamond-containing film by X-ray diffraction. Further, the films marked with Δ and □ in the area surrounded by the line 3 are diamond films having better quality than those obtained by X-ray diffraction and Raman spectroscopy, and films with or without diamond self-formation by SEM observation. .
【0011】また、1333cm-1に現れるダイヤモンドから
のラマン散乱ピークの強度と約1500cm-1に現れる非ダイ
ヤモンド炭素のブロードなラマン散乱ピークの強度との
比は、ダイヤモンドの膜質の評価に利用される。図4は
このラマン散乱ピーク強度比の酸素濃度依存性をCOが
5%と60%についてそれぞれ線4および5に示す。酸素
濃度の増加とともにダイヤモンド散乱の割合が増え、膜
質が向上している。COが60%の高濃度においても酸素
を添加するとCOが5%の場合を上回る特性が得られ
る。The ratio of the intensity of the Raman scattering peak from diamond appearing at 1333 cm -1 to the intensity of the broad Raman scattering peak of non-diamond carbon appearing at about 1500 cm -1 is used for the evaluation of the diamond film quality. . FIG. 4 shows the oxygen concentration dependence of this Raman scattering peak intensity ratio in lines 4 and 5 for CO of 5% and 60%, respectively. As the oxygen concentration increases, the proportion of diamond scattering increases, and the film quality improves. Even when the CO concentration is as high as 60%, when oxygen is added, the characteristics exceeding the case of 5% CO are obtained.
【0012】以上より、原料ガス中の一酸化炭素ガス濃
度が20%以上で水素濃度が5%以上のとき、酸素ガス濃
度が1.5%以下であるとダイヤモンド膜の合成できるこ
とがわかる。また、原料ガス中の一酸化炭素濃度がp
%、酸素濃度がq%、水素濃度がr%のとき、p+q+
r=1ならばp>0.4 q+0.3 で、良質のダイヤモンド
膜が合成できた。From the above, it is understood that when the carbon monoxide gas concentration in the source gas is 20% or more and the hydrogen concentration is 5% or more and the oxygen gas concentration is 1.5% or less, the diamond film can be synthesized. Also, the carbon monoxide concentration in the source gas is p
%, Oxygen concentration is q%, hydrogen concentration is r%, p + q +
If r = 1, p> 0.4 q + 0.3 and a good quality diamond film could be synthesized.
【0013】図5は、μ波プラズマCVD法での成膜時
に、分光器と光ファイバよりなる高速スペクトル解析装
置を反応容器の窓と連結し、得られたプラズマ発光スペ
クトルのCOガス濃度pが60%の場合の例である。酸素
濃度の値が高くなると、図5におけるように波長618nm
に見られるOHのピークが現れる。このようなピークが
現れるとやはり図3からわかるように膜が合成されな
い。良質なダイヤモンド膜はそれよりやや酸素ガス濃度
が低い時に得られるので、このプラズマ発光スペクトル
を観察して酸素ガス濃度を調整すれば良質なダイヤモン
ド膜が合成できる。また、波長618nm 以外にもOHのピ
ークが現れるが、COのピーク等と重なるので、このピ
ークが観察に適している。FIG. 5 shows that the CO gas concentration p of the plasma emission spectrum obtained by connecting a high-speed spectrum analyzer comprising a spectroscope and an optical fiber to the window of the reaction vessel during film formation by the μ-wave plasma CVD method. This is an example of 60%. As the oxygen concentration increases, as shown in Fig. 5, the wavelength is 618 nm.
The OH peak appears in. When such a peak appears, the film is not synthesized as can be seen from FIG. Since a good quality diamond film is obtained when the oxygen gas concentration is slightly lower than that, a good quality diamond film can be synthesized by observing the plasma emission spectrum and adjusting the oxygen gas concentration. Although an OH peak appears at wavelengths other than 618 nm, it overlaps with the CO peak, etc., so this peak is suitable for observation.
【0014】[0014]
【発明の効果】本発明によれば、CVD法に用いる原料
ガスに炭化水素、水素のほかに酸素を加える場合、酸素
の濃度と炭化水素の濃度の関係を所定の範囲内に保つこ
とにより、良質のダイヤモンド膜を得ることができた。
この結果良質のダイヤモンド膜を得るための成膜条件の
自由度が高くなり、また酸素、水素の双方を原料ガスに
含ませるためにCVD装置部材の寿命を長くすることが
可能になった。また、本発明によれば、酸素ガス濃度を
1.5%以下に抑えることにより、一酸化炭素の濃度を高
め、水素との混合ガスによってダイヤモンドを合成する
ことができるようになった。この結果、良質のダイヤモ
ンド膜を得るための成膜条件の自由度が高くなった。そ
のほか、プラズマ発光スペクトルを利用すれば、成膜の
可否が判断でき、膜質の制御も可能で成膜操作の管理が
容易になった。According to the present invention, when oxygen is added to the source gas used in the CVD method in addition to hydrocarbons and hydrogen, by keeping the relationship between the oxygen concentration and the hydrocarbon concentration within a predetermined range, A good quality diamond film could be obtained.
As a result, the degree of freedom in the film forming conditions for obtaining a high quality diamond film is increased, and since the oxygen and hydrogen are both contained in the source gas, the life of the CVD apparatus member can be extended. Further, according to the present invention, the oxygen gas concentration
By controlling the content to 1.5% or less, the concentration of carbon monoxide was increased, and it became possible to synthesize diamond with a mixed gas of hydrogen. As a result, the degree of freedom in the film forming conditions for obtaining a high quality diamond film is increased. In addition, by using the plasma emission spectrum, it is possible to judge whether or not the film can be formed, and it is possible to control the film quality, which facilitates management of the film forming operation.
【図1】原料ガス中のO2 ガスおよびCH4 ガス濃度と
合成された膜の性質との関係線図FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the O 2 gas and CH 4 gas concentrations in the raw material gas and the properties of the synthesized film.
【図2】CH4 ガス濃度40%でO2 ガス濃度をパラメー
タとしたプラズマ発光スペクトル図FIG. 2 is a plasma emission spectrum diagram with a CH 4 gas concentration of 40% and an O 2 gas concentration as a parameter.
【図3】原料ガス中のO2 ガスおよびH2 ガス濃度と合
成された膜の性質との関係線図FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the O 2 gas and H 2 gas concentrations in the raw material gas and the properties of the synthesized film.
【図4】COガス濃度をパラメータとしてダイヤモンド
のラマン散乱ピーク強度と非ダイヤモンド炭素のラマン
散乱ピーク強度の比と酸素ガス濃度との関係線図FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the ratio of the Raman scattering peak intensity of diamond to the Raman scattering peak intensity of non-diamond carbon and the oxygen gas concentration with CO gas concentration as a parameter.
【図5】COガス濃度60%でO2 ガス濃度をパラメータ
としたプラズマ発光スペクトル図FIG. 5: Plasma emission spectrum diagram with CO gas concentration of 60% and O 2 gas concentration as a parameter
Claims (5)
スをプラズマ放電により活性化して基板上にダイヤモン
ド膜を気相合成する方法において、原料ガス中の酸素分
がx%、メタン分がy%、水素分がz%のとき、x+y
+z=1ならばy>2x−0.1であるダイヤモンド膜の
合成方法。1. A method for activating a raw material gas, which is a mixture of methane, oxygen and hydrogen, by plasma discharge to synthesize a diamond film on a substrate in a vapor phase, wherein the raw material gas contains x% oxygen and y% methane. , When the hydrogen content is z%, x + y
A method of synthesizing a diamond film in which y> 2x-0.1 when + z = 1.
ヤモンド膜の合成方法。2. The method for synthesizing a diamond film according to claim 1, wherein y <2x + 0.05.
料ガスをプラズマ放電により活性化して基板上にダイオ
ード膜を気相合成する方法において、原料ガス中の一酸
化炭素濃度が20%以上、水素濃度が5%以上で、かつ酸
素濃度が1.5%以下であることを特徴とするダイヤモン
ド膜の合成方法。3. A method of activating a raw material gas, which is a mixture of carbon monoxide, oxygen and hydrogen, by plasma discharge to synthesize a diode film on a substrate in a vapor phase, wherein the carbon monoxide concentration in the raw material gas is 20% or more, A method for synthesizing a diamond film, wherein a hydrogen concentration is 5% or more and an oxygen concentration is 1.5% or less.
がq%、水素分r%のとき、p+q+r=1ならばp>
0.4q+0.3である請求項3記載のダイヤモンド膜の合
成方法。4. When the carbon monoxide content in the source gas is p%, the oxygen content is q%, and the hydrogen content is r%, if p + q + r = 1, then p>
The method for synthesizing a diamond film according to claim 3, wherein the value is 0.4q + 0.3.
ークがあらわれないプラズマ条件で成膜を行う請求項1
ないし4記載のダイヤモンド膜の合成方法。5. The film formation is performed under plasma conditions in which a peak does not appear at a wavelength of 618 nm in the plasma emission spectrum.
5. The method for synthesizing a diamond film according to any one of 4 to 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22484793A JPH06199596A (en) | 1992-09-11 | 1993-09-10 | Method for synthesizing diamond film |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24243992 | 1992-09-11 | ||
| JP4-242439 | 1992-09-11 | ||
| JP22484793A JPH06199596A (en) | 1992-09-11 | 1993-09-10 | Method for synthesizing diamond film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06199596A true JPH06199596A (en) | 1994-07-19 |
Family
ID=26526295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22484793A Pending JPH06199596A (en) | 1992-09-11 | 1993-09-10 | Method for synthesizing diamond film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06199596A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009059798A (en) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for manufacturing diamond electronic device |
-
1993
- 1993-09-10 JP JP22484793A patent/JPH06199596A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009059798A (en) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for manufacturing diamond electronic device |
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