JPH06298599A - ダイヤモンドあるいはダイヤモンド状炭素の製造方法 - Google Patents
ダイヤモンドあるいはダイヤモンド状炭素の製造方法Info
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- JPH06298599A JPH06298599A JP8755993A JP8755993A JPH06298599A JP H06298599 A JPH06298599 A JP H06298599A JP 8755993 A JP8755993 A JP 8755993A JP 8755993 A JP8755993 A JP 8755993A JP H06298599 A JPH06298599 A JP H06298599A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 均質な結晶性をもつダイヤモンドをＣＶＤ法
で合成するにあたり、その成膜速度を上げる。 【構成】 ハロゲンによるメタンのメチルラジカルへの
変換反応速度が速いことを利用し、反応系にハロゲン化
水素を共存させてＣＶＤ処理を行う。
で合成するにあたり、その成膜速度を上げる。 【構成】 ハロゲンによるメタンのメチルラジカルへの
変換反応速度が速いことを利用し、反応系にハロゲン化
水素を共存させてＣＶＤ処理を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンドあるいは
ダイヤモンド状炭素（以下、単にダイヤモンドと言うこ
とがある）の製造方法に関し、詳細にはＣＶＤ法を用い
て、ダイヤモンドをより速く合成する方法に関するもの
である。
ダイヤモンド状炭素（以下、単にダイヤモンドと言うこ
とがある）の製造方法に関し、詳細にはＣＶＤ法を用い
て、ダイヤモンドをより速く合成する方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＣＶＤ法にて基板上にダイヤ
モンドを合成するという方法は広く行なわれており、特
に電子技術分野で応用されている。ダイヤモンドを合成
するＣＶＤ法の具体的手法としては以下の方法が知られ
ている。
モンドを合成するという方法は広く行なわれており、特
に電子技術分野で応用されている。ダイヤモンドを合成
するＣＶＤ法の具体的手法としては以下の方法が知られ
ている。
【０００３】熱プラズマによる方法：直線アーク放電
や高周波を用いて炭化水素系の原料ガスと水素ガスを励
起させ、ここに発生する高温の熱プラズマを急冷して基
板上にダイヤモンドを成長させる。 低温プラズマによる方法：マイクロ波や直流のグロー
放電を用いて炭化水素系の原料ガスと水素ガスを励起
し、ここに発生する低温プラズマを用いて基板上にダイ
ヤモンドを成長させる。 熱フィラメント法：通電によって高温に加熱したフィ
ラメントにより、炭化水素系の原料ガスと水素ガスを熱
分解し、この時生成する活性種によって基板上にダイヤ
モンドを成長させる。
や高周波を用いて炭化水素系の原料ガスと水素ガスを励
起させ、ここに発生する高温の熱プラズマを急冷して基
板上にダイヤモンドを成長させる。 低温プラズマによる方法：マイクロ波や直流のグロー
放電を用いて炭化水素系の原料ガスと水素ガスを励起
し、ここに発生する低温プラズマを用いて基板上にダイ
ヤモンドを成長させる。 熱フィラメント法：通電によって高温に加熱したフィ
ラメントにより、炭化水素系の原料ガスと水素ガスを熱
分解し、この時生成する活性種によって基板上にダイヤ
モンドを成長させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の熱プラズマに
よる方法の場合は、熱プラズマ中での活性種濃度が高い
ため、成膜速度が速くなるという利点はあるが、熱プラ
ズマの発生する領域が狭い範囲に限定されるため、大面
積にコーティングするのが難しく、また発生する熱プラ
ズマの温度分布が均一でないため、合成したダイヤモン
ドの膜厚や結晶性が不均質になり易いという問題があっ
た。
よる方法の場合は、熱プラズマ中での活性種濃度が高い
ため、成膜速度が速くなるという利点はあるが、熱プラ
ズマの発生する領域が狭い範囲に限定されるため、大面
積にコーティングするのが難しく、また発生する熱プラ
ズマの温度分布が均一でないため、合成したダイヤモン
ドの膜厚や結晶性が不均質になり易いという問題があっ
た。
【０００５】上記の低温プラズマによる方法の場合
は、非平衡な低温プラズマを広範囲に広げることができ
るので、これを利用すれば、大面積でも均一なダイヤモ
ンド膜をコーティングすることが可能であるが、プラズ
マ中の活性種の濃度が最大で１０％と低いため、ダイヤ
モンド合成に長時間を要するという問題があった。
は、非平衡な低温プラズマを広範囲に広げることができ
るので、これを利用すれば、大面積でも均一なダイヤモ
ンド膜をコーティングすることが可能であるが、プラズ
マ中の活性種の濃度が最大で１０％と低いため、ダイヤ
モンド合成に長時間を要するという問題があった。
【０００６】上記の熱分解による方法の場合は、フィ
ラメントを複数用いることにより、基板の全面上にダイ
ヤモンドをコーティングすることができ、また他の，
の方法に比べて装置が簡便であるという利点を有する
が、上記の方法の場合と同様、気相での活性種濃度が
低いため、成膜速度が遅いという問題があった。
ラメントを複数用いることにより、基板の全面上にダイ
ヤモンドをコーティングすることができ、また他の，
の方法に比べて装置が簡便であるという利点を有する
が、上記の方法の場合と同様、気相での活性種濃度が
低いため、成膜速度が遅いという問題があった。
【０００７】この本発明は以上の様な問題を解消するた
めになされたもので、広範囲に均一な結晶を持つダイヤ
モンドを速い速度で合成することのできる方法を提供す
ることを目的とする。
めになされたもので、広範囲に均一な結晶を持つダイヤ
モンドを速い速度で合成することのできる方法を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によるダイヤモン
ドあるいはダイヤモンド状炭素の製造方法は、ＣＶＤ法
によって基板上にダイヤモンドを合成する際、反応ガス
にハロゲン化水素を含ませて行うものである。上記基板
近傍の雰囲気ガスにおける上記ハロゲン化水素と炭素含
有分子との比率は下記式（１）を満足するのが望まし
い。 ０．００１≦ｎ・ｙ／ｘ≦０．１ …（１） ｘ：ハロゲン化水素の濃度 ｙ：炭素含有分子の濃度 ｎ：炭素含有分子の１分子中に含まれる炭素原子数
ドあるいはダイヤモンド状炭素の製造方法は、ＣＶＤ法
によって基板上にダイヤモンドを合成する際、反応ガス
にハロゲン化水素を含ませて行うものである。上記基板
近傍の雰囲気ガスにおける上記ハロゲン化水素と炭素含
有分子との比率は下記式（１）を満足するのが望まし
い。 ０．００１≦ｎ・ｙ／ｘ≦０．１ …（１） ｘ：ハロゲン化水素の濃度 ｙ：炭素含有分子の濃度 ｎ：炭素含有分子の１分子中に含まれる炭素原子数
【０００９】
【作用】炭素源供給のための上記炭素含有分子としてメ
タンを用い、上記ハロゲン化水素として塩化水素を用い
た場合を例にとって、以下本発明を説明する。ＣＶＤ法
による基板上へのダイヤモンドの合成過程においては、
まず気相でメタンからメチルラジカル（ＣＨ3・）が生
じ、この生成したメチルラジカルが拡散により基板まで
到達して基板上に発生しているダイヤモンドの核と反応
し、炭素原子間でＳＰ3 単結合を形成してダイヤモンド
が成長していく。
タンを用い、上記ハロゲン化水素として塩化水素を用い
た場合を例にとって、以下本発明を説明する。ＣＶＤ法
による基板上へのダイヤモンドの合成過程においては、
まず気相でメタンからメチルラジカル（ＣＨ3・）が生
じ、この生成したメチルラジカルが拡散により基板まで
到達して基板上に発生しているダイヤモンドの核と反応
し、炭素原子間でＳＰ3 単結合を形成してダイヤモンド
が成長していく。
【００１０】このダイヤモンド合成の成膜速度は、メタ
ンが活性種であるメチルラジカル（ＣＨ3・）にどれだけ
変換されるかに大きく依存している。即ち、変換される
メチルラジカルの濃度が高いと成膜速度が速くなり、逆
に低いと遅くなる。
ンが活性種であるメチルラジカル（ＣＨ3・）にどれだけ
変換されるかに大きく依存している。即ち、変換される
メチルラジカルの濃度が高いと成膜速度が速くなり、逆
に低いと遅くなる。
【００１１】ところでメタンガスと水素ガスを原料ガス
（反応ガス）として用いた場合、メタンのメチルラジカ
ルへの変換は、熱振動によるメタン分子中の炭素原子と
水素原子間の結合の開裂によってのみ起こる。下記にそ
の反応式（２）を示す。 ＣＨ3 −Ｈ → ＣＨ3・＋Ｈ・ …（２）
（反応ガス）として用いた場合、メタンのメチルラジカ
ルへの変換は、熱振動によるメタン分子中の炭素原子と
水素原子間の結合の開裂によってのみ起こる。下記にそ
の反応式（２）を示す。 ＣＨ3 −Ｈ → ＣＨ3・＋Ｈ・ …（２）
【００１２】一方、原料ガスとしてメタンガスと塩化水
素ガスを用いた場合、上記反応式（２）に示す反応の
他、塩化水素の分解反応で生じた塩素ラジカル（Ｃｌ・
）がメタン分子から水素原子を引き抜き、この反応に
よってもメタンからメチルラジカルが発生する。この反
応式（３）を下記に示す。 ＣＨ3 −Ｈ＋Ｃｌ・ → ＣＨ3・＋Ｈ−Ｃｌ …（３）
素ガスを用いた場合、上記反応式（２）に示す反応の
他、塩化水素の分解反応で生じた塩素ラジカル（Ｃｌ・
）がメタン分子から水素原子を引き抜き、この反応に
よってもメタンからメチルラジカルが発生する。この反
応式（３）を下記に示す。 ＣＨ3 −Ｈ＋Ｃｌ・ → ＣＨ3・＋Ｈ−Ｃｌ …（３）
【００１３】反応式（２）に示す熱振動による結合の開
裂反応と、反応式（３）に示す塩素ラジカルによる水素
の引き抜き反応とを比較すると、後者の引き抜き反応の
方が反応速度が速い。従って、原料ガス（反応ガス）と
して水素ガスを用いる場合に比べ、塩化水素ガスを用い
る場合の方が、多量にメチルラジカルが生成されること
となり、結果としてダイヤモンドの合成速度が速くな
る。
裂反応と、反応式（３）に示す塩素ラジカルによる水素
の引き抜き反応とを比較すると、後者の引き抜き反応の
方が反応速度が速い。従って、原料ガス（反応ガス）と
して水素ガスを用いる場合に比べ、塩化水素ガスを用い
る場合の方が、多量にメチルラジカルが生成されること
となり、結果としてダイヤモンドの合成速度が速くな
る。
【００１４】この塩化水素ガスの量としては、従来用い
ていた水素ガスの全てを該塩化水素ガスに置き換える必
要はない。即ち、ＨＣｌの分解により生成した塩素ラジ
カル（Ｃｌ・）はメタンより水素を引き抜き再びＨＣｌ
となり、この様な反応が連鎖反応として起こる。従って
最初に微量のＨＣｌ分子が存在するだけでも大きな効果
が期待され、Ｈ2 に対するＨＣｌの濃度が１％以上であ
れば本発明の目的が達成される。
ていた水素ガスの全てを該塩化水素ガスに置き換える必
要はない。即ち、ＨＣｌの分解により生成した塩素ラジ
カル（Ｃｌ・）はメタンより水素を引き抜き再びＨＣｌ
となり、この様な反応が連鎖反応として起こる。従って
最初に微量のＨＣｌ分子が存在するだけでも大きな効果
が期待され、Ｈ2 に対するＨＣｌの濃度が１％以上であ
れば本発明の目的が達成される。
【００１５】なお上記はメタンと塩化水素の組合せを代
表例として述べたものであり、他の炭素含有分子、例え
ばエタン、エチレン、プロパン、アセチレン、ベンゼン
等と、他のハロゲン化水素、例えば弗化水素、ヨウ化水
素、臭化水素等との組合せにおいても同様の効果が得ら
れる。
表例として述べたものであり、他の炭素含有分子、例え
ばエタン、エチレン、プロパン、アセチレン、ベンゼン
等と、他のハロゲン化水素、例えば弗化水素、ヨウ化水
素、臭化水素等との組合せにおいても同様の効果が得ら
れる。
【００１６】
＜実施例１＞図１は本発明で用いた熱フィラメントＣＶ
Ｄ装置を示す模式図である。図において、５はＣＶＤ反
応炉、１はダイヤモンドを合成するシリコン基板、２は
該基板１を保持する基板ホルダ、３は基板１上部１０mm
の位置に配置されたタングステンフィラメントで、基板
１近傍の反応ガスを加熱する。６は反応炉５上部に設け
られたガス導入管、７は反応炉５下部に設けられた排気
管であり、４は反応炉５の外部に設けられたヒータであ
る。次に本発明の方法によりダイヤモンド合成を行なっ
た一実施例について説明する。
Ｄ装置を示す模式図である。図において、５はＣＶＤ反
応炉、１はダイヤモンドを合成するシリコン基板、２は
該基板１を保持する基板ホルダ、３は基板１上部１０mm
の位置に配置されたタングステンフィラメントで、基板
１近傍の反応ガスを加熱する。６は反応炉５上部に設け
られたガス導入管、７は反応炉５下部に設けられた排気
管であり、４は反応炉５の外部に設けられたヒータであ
る。次に本発明の方法によりダイヤモンド合成を行なっ
た一実施例について説明する。
【００１７】まず真空ポンプを作動させて反応炉５内を
真空とした。そしてタングステンフィラメント３に通電
し、２１００℃に加熱すると同時に、ヒータ４の加熱に
より基板１の温度を８００℃に設定した。
真空とした。そしてタングステンフィラメント３に通電
し、２１００℃に加熱すると同時に、ヒータ４の加熱に
より基板１の温度を８００℃に設定した。
【００１８】次に反応ガスとしてメタンガスと塩化水素
ガスを用い、メタンガスを流量５cc/min、塩化水素ガス
を流量５００cc/minで、ガス導入管６から反応炉５内に
導入しつつ、反応炉５内部のガス圧を１０Torrに設定し
た。そして基板１の温度、反応炉５内ガス圧力、ガス流
量を上記値に一定に保ち、１０時間ＣＶＤ処理を行っ
た。
ガスを用い、メタンガスを流量５cc/min、塩化水素ガス
を流量５００cc/minで、ガス導入管６から反応炉５内に
導入しつつ、反応炉５内部のガス圧を１０Torrに設定し
た。そして基板１の温度、反応炉５内ガス圧力、ガス流
量を上記値に一定に保ち、１０時間ＣＶＤ処理を行っ
た。
【００１９】その後反応ガスの供給を止め、またフィラ
メント３とヒータ４への通電を止めて基板１の温度を下
げ、反応炉５を開けて基板１を取り出した。基板１上に
生成した膜について、走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭ
と称す）により観察し、又ラマン分光分析により分析を
行った。その結果、基板１上の生成物はダイヤモンドを
主成分とする膜状物質であり、膜厚は１５μｍであっ
た。
メント３とヒータ４への通電を止めて基板１の温度を下
げ、反応炉５を開けて基板１を取り出した。基板１上に
生成した膜について、走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭ
と称す）により観察し、又ラマン分光分析により分析を
行った。その結果、基板１上の生成物はダイヤモンドを
主成分とする膜状物質であり、膜厚は１５μｍであっ
た。
【００２０】＜比較例１＞反応ガスとしてメタンガス及
び水素ガスを用い、それぞれ流量５cc/min、250cc/min
として反応炉５内に導入する以外は上記実施例１と同様
にダイヤモンド合成を行った。そして基板１上に生成し
た膜について、上記実施例１と同様、ＳＥＭによる観
察、及びラマン分光分析による分析を行った。
び水素ガスを用い、それぞれ流量５cc/min、250cc/min
として反応炉５内に導入する以外は上記実施例１と同様
にダイヤモンド合成を行った。そして基板１上に生成し
た膜について、上記実施例１と同様、ＳＥＭによる観
察、及びラマン分光分析による分析を行った。
【００２１】その結果、基板１上の生成物はダイヤモン
ドを主成分とする膜状物資であり、その結晶性について
は上記実施例１の場合と差がなかった。膜厚は９μｍで
あった。上記実施例１及び比較例１の結果より、反応ガ
スとして、比較例１に示す水素ガスに替えて、実施例１
に示す様に塩化水素ガスを用いることにより、ダイヤモ
ンドの成膜速度が大幅に上がるということが分かる。
ドを主成分とする膜状物資であり、その結晶性について
は上記実施例１の場合と差がなかった。膜厚は９μｍで
あった。上記実施例１及び比較例１の結果より、反応ガ
スとして、比較例１に示す水素ガスに替えて、実施例１
に示す様に塩化水素ガスを用いることにより、ダイヤモ
ンドの成膜速度が大幅に上がるということが分かる。
【００２２】また上述の様にこれらの実験では水素ガス
流量２５０cc/min、塩化水素ガス流量５００cc/minとし
たが、この様に水素ガスに対して２倍の塩化水素ガスを
用いることで、ほぼ同等の結晶性を持つダイヤモンドが
合成できるということが分かる。
流量２５０cc/min、塩化水素ガス流量５００cc/minとし
たが、この様に水素ガスに対して２倍の塩化水素ガスを
用いることで、ほぼ同等の結晶性を持つダイヤモンドが
合成できるということが分かる。
【００２３】次に２倍量の塩化水素ガスを用いる理由に
ついて説明する。ＣＶＤ法によるダイヤモンドの合成の
際には、ダイヤモンド成分とグラファイト成分が同時に
成長するが、基板近傍の雰囲気ガスの原子状水素が上記
グラファイト成分をエッチングするので、ダイヤモンド
構造のみが残って、ダイヤモンドの膜が得られる。この
様に原子状水素は結晶性を向上させるうえで必要な元素
であるが、このときの上記原子状水素は、前記水素ガス
（Ｈ2 ）に比べて前記塩化水素ガス（ＨＣｌ）の方の生
成量が１／２となる。従って、同等の結晶性を持つダイ
ヤモンドを得ようとする場合、水素ガスを用いる場合に
比べ、塩化水素ガスはその２倍量を反応ガスとして供給
する必要がある。尚工業的実施に際しては１〜３倍の範
囲内に調整することが望まれる。
ついて説明する。ＣＶＤ法によるダイヤモンドの合成の
際には、ダイヤモンド成分とグラファイト成分が同時に
成長するが、基板近傍の雰囲気ガスの原子状水素が上記
グラファイト成分をエッチングするので、ダイヤモンド
構造のみが残って、ダイヤモンドの膜が得られる。この
様に原子状水素は結晶性を向上させるうえで必要な元素
であるが、このときの上記原子状水素は、前記水素ガス
（Ｈ2 ）に比べて前記塩化水素ガス（ＨＣｌ）の方の生
成量が１／２となる。従って、同等の結晶性を持つダイ
ヤモンドを得ようとする場合、水素ガスを用いる場合に
比べ、塩化水素ガスはその２倍量を反応ガスとして供給
する必要がある。尚工業的実施に際しては１〜３倍の範
囲内に調整することが望まれる。
【００２４】＜実施例２＞次に塩化水素とメタンの濃度
比を種々変えて、他は実施例１と同様にしてダイヤモン
ド合成を行った場合について説明する。図２は塩化水素
濃度を一定とし、メタンガスを種々の濃度としてダイヤ
モンド合成をさせたときの、塩化水素濃度に対するメタ
ンガス濃度比（ｙ／ｘ）と成膜速度との関係を示すグラ
フである。図３はラマン効果を利用した分析により得ら
れた、濃度比ｙ／ｘをパラメーターとしたときのラマン
シフトとラマン強度の関係を示すグラフである。
比を種々変えて、他は実施例１と同様にしてダイヤモン
ド合成を行った場合について説明する。図２は塩化水素
濃度を一定とし、メタンガスを種々の濃度としてダイヤ
モンド合成をさせたときの、塩化水素濃度に対するメタ
ンガス濃度比（ｙ／ｘ）と成膜速度との関係を示すグラ
フである。図３はラマン効果を利用した分析により得ら
れた、濃度比ｙ／ｘをパラメーターとしたときのラマン
シフトとラマン強度の関係を示すグラフである。
【００２５】基板１上の生成物は、塩化水素濃度に対す
るメタン濃度比（ｙ／ｘ）が0.001以上のときは認めら
れたが、0.001 未満では認められなかった。また図２か
ら分かる様に、ダイヤモンドの成膜速度はメタン濃度が
高くなるに従って速くなる。一方、生成物の結晶性をラ
マン分光分析により評価したところ（図３参照）、ｙ／
ｘが0.001 ではグラファイト成分を含まない結晶性のダ
イヤモンドが生成しているが、メタンの濃度比を上げて
いくとグラファイト成分を含む様になり、ｙ／ｘが0.1
のときはまだわずかにダイヤモンド成分を含んでいる
が、ｙ／ｘが0.11においてはグラファイト成分のみとな
ってダイヤモンド成分が認められなかった。
るメタン濃度比（ｙ／ｘ）が0.001以上のときは認めら
れたが、0.001 未満では認められなかった。また図２か
ら分かる様に、ダイヤモンドの成膜速度はメタン濃度が
高くなるに従って速くなる。一方、生成物の結晶性をラ
マン分光分析により評価したところ（図３参照）、ｙ／
ｘが0.001 ではグラファイト成分を含まない結晶性のダ
イヤモンドが生成しているが、メタンの濃度比を上げて
いくとグラファイト成分を含む様になり、ｙ／ｘが0.1
のときはまだわずかにダイヤモンド成分を含んでいる
が、ｙ／ｘが0.11においてはグラファイト成分のみとな
ってダイヤモンド成分が認められなかった。
【００２６】以上の結果より、反応ガスとしてメタンガ
スと塩化水素ガスを用い、ダイヤモンドを合成する場
合、塩化水素ガス濃度に対しメタンガスの濃度を0.001
〜0.1の割合にする必要があるということが分かる。
スと塩化水素ガスを用い、ダイヤモンドを合成する場
合、塩化水素ガス濃度に対しメタンガスの濃度を0.001
〜0.1の割合にする必要があるということが分かる。
【００２７】実施例２においては、炭素含有分子として
炭素数１のメタンを用いたため、上記濃度範囲で良好な
ダイヤモンドが合成されたわけであるが、炭素含有分子
の１分子中の炭素原子数によってその濃度範囲は異なっ
てくる。つまり、１分子中に炭素原子をｎ個含む炭素含
有分子を原料として用いた場合は、炭素原子を１個含む
メタンを用いる場合と比べると、ｎ倍の濃度のメタンガ
スを用いたのと同等の効果を示すこととなる。従って、
塩化水素ガス濃度に対するメタンガス濃度の範囲を、よ
り一般的にハロゲン化水素濃度（ｘ）に対する炭素含有
分子の濃度（ｙ）の範囲として表わすと、下記式（１）
となる。 ０．００１≦ｎ・ｙ／ｘ≦０．１ …（１） ｎ：炭素含有分子の１分子中に含まれる炭素原子数
炭素数１のメタンを用いたため、上記濃度範囲で良好な
ダイヤモンドが合成されたわけであるが、炭素含有分子
の１分子中の炭素原子数によってその濃度範囲は異なっ
てくる。つまり、１分子中に炭素原子をｎ個含む炭素含
有分子を原料として用いた場合は、炭素原子を１個含む
メタンを用いる場合と比べると、ｎ倍の濃度のメタンガ
スを用いたのと同等の効果を示すこととなる。従って、
塩化水素ガス濃度に対するメタンガス濃度の範囲を、よ
り一般的にハロゲン化水素濃度（ｘ）に対する炭素含有
分子の濃度（ｙ）の範囲として表わすと、下記式（１）
となる。 ０．００１≦ｎ・ｙ／ｘ≦０．１ …（１） ｎ：炭素含有分子の１分子中に含まれる炭素原子数
【００２８】また本発明において推奨される原料ガス
は、ハロゲン化水素の分圧が炉内圧力で１Ｔｏｒｒ以
上、炭素含有分子の分圧が炉内圧力で０．１Ｔｏｒｒ以
上である。これ以下の分圧であると、ダイヤモンドを合
成することは可能であっても成膜速度が非常に遅くなる
為、工業的規模での実施を考えると、これ以上の圧力で
あることが望ましい。
は、ハロゲン化水素の分圧が炉内圧力で１Ｔｏｒｒ以
上、炭素含有分子の分圧が炉内圧力で０．１Ｔｏｒｒ以
上である。これ以下の分圧であると、ダイヤモンドを合
成することは可能であっても成膜速度が非常に遅くなる
為、工業的規模での実施を考えると、これ以上の圧力で
あることが望ましい。
【００２９】なお、上記実施例１，２では、ＣＶＤ法と
して熱フィラメントＣＶＤ法を採用したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、他の非平衡プラズマを用
いるＣＶＤ法、たとえばマイクロ波プラズマ法、高周波
プラズマ法、直流グロー放電プラズマ法等にも適用でき
る。
して熱フィラメントＣＶＤ法を採用したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、他の非平衡プラズマを用
いるＣＶＤ法、たとえばマイクロ波プラズマ法、高周波
プラズマ法、直流グロー放電プラズマ法等にも適用でき
る。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上述べた様に、ＣＶＤ法の反
応系にハロゲン化水素を共存させる様にしたので、大面
積に対しても均質で良好な結晶性を持つダイヤモンドを
高速度に形成できる様になった。
応系にハロゲン化水素を共存させる様にしたので、大面
積に対しても均質で良好な結晶性を持つダイヤモンドを
高速度に形成できる様になった。
【図１】一般的な熱フィラメントＣＶＤ装置を示す図。
【図２】塩化水素濃度に対するメタンガス濃度比と成膜
速度との関係のグラフを表わす図。
速度との関係のグラフを表わす図。
【図３】濃度比ｙ／ｘをパラメーターとしたときの、ラ
マン強度とラマンシフトの関係のグラフを表わす図。
マン強度とラマンシフトの関係のグラフを表わす図。
１ シリコン基板 ２ 基板ホルダ ３ タングステンフィラメント ４ ヒータ ５ 反応炉 ６ ガス導入管 ７ 排気管
Claims (2)
- 【請求項１】 ＣＶＤ法により基板上にダイヤモンドあ
るいはダイヤモンド状炭素を合成する方法において、 反応系にハロゲン化水素を共存させて行うことを特徴と
するダイヤモンドあるいはダイヤモンド状炭素の製造方
法。 - 【請求項２】 上記基板近傍の雰囲気ガスに含まれる炭
素含有分子とハロゲン化水素の各濃度が、下記式（１）
を満足する様に供給される請求項１に記載のダイヤモン
ドあるいはダイヤモンド状炭素の製造方法。 ０．００１≦ｎ・ｙ／ｘ≦０．１ …（１） ｘ：ハロゲン化水素の濃度 ｙ：炭素含有分子の濃度 ｎ：炭素含有分子の１分子中に含まれる炭素原子数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8755993A JPH06298599A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | ダイヤモンドあるいはダイヤモンド状炭素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8755993A JPH06298599A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | ダイヤモンドあるいはダイヤモンド状炭素の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06298599A true JPH06298599A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=13918354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8755993A Withdrawn JPH06298599A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | ダイヤモンドあるいはダイヤモンド状炭素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06298599A (ja) |
-
1993
- 1993-04-14 JP JP8755993A patent/JPH06298599A/ja not_active Withdrawn
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