JPH10101480A - ダイヤモンドフィルムの製造方法 - Google Patents
ダイヤモンドフィルムの製造方法Info
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- JPH10101480A JPH10101480A JP9135266A JP13526697A JPH10101480A JP H10101480 A JPH10101480 A JP H10101480A JP 9135266 A JP9135266 A JP 9135266A JP 13526697 A JP13526697 A JP 13526697A JP H10101480 A JPH10101480 A JP H10101480A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
- C23C16/27—Diamond only
-
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基体を研削除去しないで、基体上に蒸着した
ダイヤモンドフィルムを無傷で取り出す方法を提供す
る。 【解決手段】 次のステップを含むダイヤモンドフィル
ムの製造方法：その上にダイヤモンドフィルムが蒸着さ
れるべき表面を有するグラファイト基体を用意するこ
と；上記基体の上記表面にダイヤモンドを蒸着させるこ
と；及び上記基体を鋸でひいて、上記蒸着表面及び上記
ダイヤモンドフィルムを含む上記基体の層を切り取るこ
と。
ダイヤモンドフィルムを無傷で取り出す方法を提供す
る。 【解決手段】 次のステップを含むダイヤモンドフィル
ムの製造方法：その上にダイヤモンドフィルムが蒸着さ
れるべき表面を有するグラファイト基体を用意するこ
と；上記基体の上記表面にダイヤモンドを蒸着させるこ
と；及び上記基体を鋸でひいて、上記蒸着表面及び上記
ダイヤモンドフィルムを含む上記基体の層を切り取るこ
と。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンドの合
成に関し、更に詳しくは化学蒸着によるダイヤモンドフ
ィルムを製造する改善された方法に関する。
成に関し、更に詳しくは化学蒸着によるダイヤモンドフ
ィルムを製造する改善された方法に関する。
【０００２】ダイヤモンドは、最高の硬度、熱伝導性、
及び光学的透明性を含む多数の異常な性質を有する。化
学蒸着（“ＣＶＤ”）によって製造される合成ダイヤモ
ンドは、磨耗部品、ヒートシンク、及び光学窓のような
実際的な用途に商業的に発展してきた。しかしながら、
ＣＶＤダイヤモンドを製造するコストは最近低下してき
たが、それは未だ非常に高価である。
及び光学的透明性を含む多数の異常な性質を有する。化
学蒸着（“ＣＶＤ”）によって製造される合成ダイヤモ
ンドは、磨耗部品、ヒートシンク、及び光学窓のような
実際的な用途に商業的に発展してきた。しかしながら、
ＣＶＤダイヤモンドを製造するコストは最近低下してき
たが、それは未だ非常に高価である。
【０００３】化学蒸着法、例えばプラズマジェットＣＶ
Ｄ法によるダイヤモンドフィルムの製造は、多数の技術
的ファクターだけでなく実際的なファクターを考慮する
必要がある。費用効果のために必要な比較的高い収率を
得るためには、このプロセスは高い温度で実施されなけ
ればならない。蒸着の間及び後の蒸着領域での大きな熱
流束は、蒸着が完了する前にダイヤモンドに応力を引き
起こし、ダイヤモンドフィルムの割れ及び／又は蒸着目
標媒体からのフィルムの浮きをもたらしうる。前記時期
尚早の浮きは「層間剥離」とも呼ばれる。
Ｄ法によるダイヤモンドフィルムの製造は、多数の技術
的ファクターだけでなく実際的なファクターを考慮する
必要がある。費用効果のために必要な比較的高い収率を
得るためには、このプロセスは高い温度で実施されなけ
ればならない。蒸着の間及び後の蒸着領域での大きな熱
流束は、蒸着が完了する前にダイヤモンドに応力を引き
起こし、ダイヤモンドフィルムの割れ及び／又は蒸着目
標媒体からのフィルムの浮きをもたらしうる。前記時期
尚早の浮きは「層間剥離」とも呼ばれる。
【０００４】ダイヤモンドフィルムを割れさせたり及び
／又は時期尚早な層間剥離をさせうる応力源は、ダイヤ
モンドと、それが蒸着される目標媒体との間の熱膨張率
の間の不釣り合いであることが認識されている。この問
題に対処するために、ダイヤモンドの熱膨張率に比較的
近い熱膨張率を有する蒸着基体材料を選ぶことができ
る。しかしながら、基体材料を選ぶとき、他の性質も考
慮しなければならない。例えば、その材料は、高温及び
反応性物質、例えばＣＶＤダイヤモンド蒸着法には不可
欠な元素状水素の存在を含む蒸着の困難な周囲条件中で
その無傷な状態を維持できなければならない。例えば、
グラファイトは、その熱膨張率が一般にダイヤモンドの
それに近く、蒸着表面の温度の均一性を促進するのを助
ける比較的高い熱伝導性を有するので、基体材料として
魅力的なものである。しかしながら、元素状水素はグラ
ファイトを攻撃する。先行技術における１つの解決策
は、グラファイトをモリブデンもしくはタングステン、
又は炭素含有化合物、例えば炭化ケイ素、又は種々の他
の材料の微細な粉末の薄い被膜でグラファイトを被覆す
ることであった。本願発明と共通の譲受人に譲渡された
米国特許出願Ｎo.０８／６１８４２８も引用することが
でき、これはグラファイト基体及びこの基体上の被膜を
含むダイヤモンド蒸着目標媒体を開示している。この被
膜は二酸化ケイ素のようなガラス形成性酸化物のバイン
ダー中にダイヤモンドの粗粒を含む被膜である。この記
載された被膜はグラファイトをこのダイヤモンド蒸着プ
ロセスで使用される元素状水素から保護し、また蒸着の
間の層間剥離を防ぐのにも役立つことができる。ダイヤ
モンドフィルムのグラファイト上の被膜への接着性（こ
れは、一般に蒸着の間の層間剥離の可能性を低下させ
る）にも拘わらず、蒸着の後の冷却の間に生じる応力
は、この接着力に打ち勝ち、好都合にも、ダイヤモンド
フィルムがその上に蒸着した蒸着媒体から傷つかずにダ
イヤモンドフィルムを剥離させる結果をもたらす。しか
しながら、多くの場合、ダイヤモンドは冷却の間に剥離
せず、その後に剥離を行おうとすると、ダイヤモンドフ
ィルムの割れが起こる。
／又は時期尚早な層間剥離をさせうる応力源は、ダイヤ
モンドと、それが蒸着される目標媒体との間の熱膨張率
の間の不釣り合いであることが認識されている。この問
題に対処するために、ダイヤモンドの熱膨張率に比較的
近い熱膨張率を有する蒸着基体材料を選ぶことができ
る。しかしながら、基体材料を選ぶとき、他の性質も考
慮しなければならない。例えば、その材料は、高温及び
反応性物質、例えばＣＶＤダイヤモンド蒸着法には不可
欠な元素状水素の存在を含む蒸着の困難な周囲条件中で
その無傷な状態を維持できなければならない。例えば、
グラファイトは、その熱膨張率が一般にダイヤモンドの
それに近く、蒸着表面の温度の均一性を促進するのを助
ける比較的高い熱伝導性を有するので、基体材料として
魅力的なものである。しかしながら、元素状水素はグラ
ファイトを攻撃する。先行技術における１つの解決策
は、グラファイトをモリブデンもしくはタングステン、
又は炭素含有化合物、例えば炭化ケイ素、又は種々の他
の材料の微細な粉末の薄い被膜でグラファイトを被覆す
ることであった。本願発明と共通の譲受人に譲渡された
米国特許出願Ｎo.０８／６１８４２８も引用することが
でき、これはグラファイト基体及びこの基体上の被膜を
含むダイヤモンド蒸着目標媒体を開示している。この被
膜は二酸化ケイ素のようなガラス形成性酸化物のバイン
ダー中にダイヤモンドの粗粒を含む被膜である。この記
載された被膜はグラファイトをこのダイヤモンド蒸着プ
ロセスで使用される元素状水素から保護し、また蒸着の
間の層間剥離を防ぐのにも役立つことができる。ダイヤ
モンドフィルムのグラファイト上の被膜への接着性（こ
れは、一般に蒸着の間の層間剥離の可能性を低下させ
る）にも拘わらず、蒸着の後の冷却の間に生じる応力
は、この接着力に打ち勝ち、好都合にも、ダイヤモンド
フィルムがその上に蒸着した蒸着媒体から傷つかずにダ
イヤモンドフィルムを剥離させる結果をもたらす。しか
しながら、多くの場合、ダイヤモンドは冷却の間に剥離
せず、その後に剥離を行おうとすると、ダイヤモンドフ
ィルムの割れが起こる。
【０００５】前記基体をエッチングで、又は研削によっ
て基体（又は被覆された基体）からダイヤモンドを除く
方法が使用され及び／又は提案されている。しかしなが
ら、これらの方法は除去工程それ自体の費用を含み、こ
の費用は基体を破壊し、それをその後のダイヤモンド蒸
着に使用できなくし、及び／又はダイヤモンドフィルム
を傷つける危険性に結びついている。
て基体（又は被覆された基体）からダイヤモンドを除く
方法が使用され及び／又は提案されている。しかしなが
ら、これらの方法は除去工程それ自体の費用を含み、こ
の費用は基体を破壊し、それをその後のダイヤモンド蒸
着に使用できなくし、及び／又はダイヤモンドフィルム
を傷つける危険性に結びついている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ダイ
ヤモンドを無傷で取り出し、一方で既存の技術の欠点を
解消する改善された方法を提供することである。
ヤモンドを無傷で取り出し、一方で既存の技術の欠点を
解消する改善された方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、次のス
テップを含むダイヤモンドフィルムの製造方法が開示さ
れる：その上にダイヤモンドフィルムが蒸着されるべき
表面を有するグラファイト基体を用意すること；前記基
体の前記表面にダイヤモンドを蒸着させること：及び、
前記基体を鋸でひいて、前記蒸着表面及び前記ダイヤモ
ンドフィルムを含む前記基体の層を切り取ること。
テップを含むダイヤモンドフィルムの製造方法が開示さ
れる：その上にダイヤモンドフィルムが蒸着されるべき
表面を有するグラファイト基体を用意すること；前記基
体の前記表面にダイヤモンドを蒸着させること：及び、
前記基体を鋸でひいて、前記蒸着表面及び前記ダイヤモ
ンドフィルムを含む前記基体の層を切り取ること。
【０００８】本発明の開示された１つの具体例において
は、基体の蒸着表面は、ダイヤモンドフィルムを蒸着す
る前に被覆がなされ、ダイヤモンドフィルムはこの被覆
された蒸着表面上に蒸着される。この具体例において
は、基体を鋸でひくステップは、ワイヤソーで鋸ひくこ
とを含む。好ましくは、このワイヤソーは直径が０．０
０１〜０．０５インチの範囲にあり、前記層の鋸ひきさ
れる表面とダイヤモンドフィルムの間のオフセットは、
０．００１〜０．２５インチの範囲にある。
は、基体の蒸着表面は、ダイヤモンドフィルムを蒸着す
る前に被覆がなされ、ダイヤモンドフィルムはこの被覆
された蒸着表面上に蒸着される。この具体例において
は、基体を鋸でひくステップは、ワイヤソーで鋸ひくこ
とを含む。好ましくは、このワイヤソーは直径が０．０
０１〜０．０５インチの範囲にあり、前記層の鋸ひきさ
れる表面とダイヤモンドフィルムの間のオフセットは、
０．００１〜０．２５インチの範囲にある。
【０００９】本発明の１態様において、前記層が鋸で切
り取られた基体の表面上に更にダイヤモンドフィルムが
蒸着される。
り取られた基体の表面上に更にダイヤモンドフィルムが
蒸着される。
【００１０】本発明の技術は、その上にダイヤモンドフ
ィルムが蒸着される基体をエッチングにより取り除いた
り切削して取り除いたりしようとする先行技術の方法に
対して大きな利点を有する。１つの利点は、グラファイ
トの基体が使用されるときは、基体を切り通す方が一般
に容易であり、安価であることである。また、ダイヤモ
ンドフィルムにくっついたグラファイトの薄い層を除く
のがそれほど不利にならないある種のヒートシンク又は
磨耗部品のような用途では、グラファイト基体を鋸でひ
いた後にダイヤモンドにくっついて残ったグラファイト
を何ら除く必要がないであろう。鋸でひいた後に残って
いるグラファイトの薄い層を除くのが望まれるならば、
これは例えば、研削によって行うことができる。更なる
利点は、薄い上層を鋸でひいて切り取ったグラファイト
基体は、例えば鋸でひいた表面を蒸着用に再仕上げする
ことにより、又は蒸着用に反対側の表面を使用すること
により、再使用できる。
ィルムが蒸着される基体をエッチングにより取り除いた
り切削して取り除いたりしようとする先行技術の方法に
対して大きな利点を有する。１つの利点は、グラファイ
トの基体が使用されるときは、基体を切り通す方が一般
に容易であり、安価であることである。また、ダイヤモ
ンドフィルムにくっついたグラファイトの薄い層を除く
のがそれほど不利にならないある種のヒートシンク又は
磨耗部品のような用途では、グラファイト基体を鋸でひ
いた後にダイヤモンドにくっついて残ったグラファイト
を何ら除く必要がないであろう。鋸でひいた後に残って
いるグラファイトの薄い層を除くのが望まれるならば、
これは例えば、研削によって行うことができる。更なる
利点は、薄い上層を鋸でひいて切り取ったグラファイト
基体は、例えば鋸でひいた表面を蒸着用に再仕上げする
ことにより、又は蒸着用に反対側の表面を使用すること
により、再使用できる。
【００１１】本発明の更なる態様及び利点は、添付の図
面を結び付けた以下の詳細な説明からより一層明らかに
なるであろう。
面を結び付けた以下の詳細な説明からより一層明らかに
なるであろう。
【００１２】図１を参照して、本発明の具体例を実施す
るのに利用できるタイプの化学蒸着（“ＣＶＤ”）装置
が示されている。（使用できるＣＶＤ装置の他のタイプ
の例は、燃焼炎装置、マイクロ波装置、熱フィラメント
装置である。）蒸着室１００は、プラズマジェットＣＶ
Ｄ蒸着装置２００の下側の部分にあり、１又はそれ以上
の真空ポンプ装置（図示していない）で排気されてい
る。
るのに利用できるタイプの化学蒸着（“ＣＶＤ”）装置
が示されている。（使用できるＣＶＤ装置の他のタイプ
の例は、燃焼炎装置、マイクロ波装置、熱フィラメント
装置である。）蒸着室１００は、プラズマジェットＣＶ
Ｄ蒸着装置２００の下側の部分にあり、１又はそれ以上
の真空ポンプ装置（図示していない）で排気されてい
る。
【００１３】装置２００は、真空室２１１の中に収容さ
れ、そしてアーク形成区画２１５を有し、この区画は円
筒状ホルダー２９４、軸状陰極２９２、及び注入された
流体を前記陰極の上を通過させるようにインジェクター
２９５が前記陰極に近接して配置されている。円筒状陽
極が２９１に備えられている。合成ダイヤモンドが蒸着
される図示された装置において、投入流体は、例えば水
素及びメタンの混合物であり得る。このメタンは交互に
下流へ供給されうる。前記陽極２９１及び陰極２９２
は、電源（図示していない）、例えばＤＣ電位によって
エネルギーを与えられる。引用数字２１７で示される円
筒状磁石は、プラズマの発生を制御するのを助けるのに
利用される。１１５に示されたノズルは、ビームのサイ
ズを限られた範囲内で調節するのに使用される。その中
に冷却剤が循環される、任意の冷却コイル２３４を前記
磁石の内側に配置してもよい。操作の例において、水素
及びメタンはインジェクター２９５中に供給され、アー
ク形成区画の前でプラズマが得られ、基体が配置されて
いる蒸着領域に向けて加速され集中される。当技術分野
で知られているように、メタン中の炭素は選択的にダイ
ヤモンドとして蒸着し、生成するグラファイトは、水素
ガスの分解ら得られる元素状水素との結合によって消失
する。プラズマジェット蒸着システムの更なる記載とし
て、米国特許Ｎo. ４４７１００３、４４８７１６２、
５２０４１４４、５３４２６６０、５４３５８４９、及
び５４８７７８７を参照することができる。
れ、そしてアーク形成区画２１５を有し、この区画は円
筒状ホルダー２９４、軸状陰極２９２、及び注入された
流体を前記陰極の上を通過させるようにインジェクター
２９５が前記陰極に近接して配置されている。円筒状陽
極が２９１に備えられている。合成ダイヤモンドが蒸着
される図示された装置において、投入流体は、例えば水
素及びメタンの混合物であり得る。このメタンは交互に
下流へ供給されうる。前記陽極２９１及び陰極２９２
は、電源（図示していない）、例えばＤＣ電位によって
エネルギーを与えられる。引用数字２１７で示される円
筒状磁石は、プラズマの発生を制御するのを助けるのに
利用される。１１５に示されたノズルは、ビームのサイ
ズを限られた範囲内で調節するのに使用される。その中
に冷却剤が循環される、任意の冷却コイル２３４を前記
磁石の内側に配置してもよい。操作の例において、水素
及びメタンはインジェクター２９５中に供給され、アー
ク形成区画の前でプラズマが得られ、基体が配置されて
いる蒸着領域に向けて加速され集中される。当技術分野
で知られているように、メタン中の炭素は選択的にダイ
ヤモンドとして蒸着し、生成するグラファイトは、水素
ガスの分解ら得られる元素状水素との結合によって消失
する。プラズマジェット蒸着システムの更なる記載とし
て、米国特許Ｎo. ４４７１００３、４４８７１６２、
５２０４１４４、５３４２６６０、５４３５８４９、及
び５４８７７８７を参照することができる。
【００１４】マンドレル１１０は、シャフト１１１の回
りに回転可能であり、スペーサ１２０及びその上に載せ
られた基体１７０を持つことができる。基体被膜は３０
０に示されている。マンドレルは何らかの適当な手段
で、例えばマンドレルを循環する熱交換流体（例えば、
水）を用いることによって冷却することができる。米国
特許Ｎo. ５３４２６６０に記載されているように、図
示のように、マンドレルはプラズマジェットの方向に関
して傾けることができる。
りに回転可能であり、スペーサ１２０及びその上に載せ
られた基体１７０を持つことができる。基体被膜は３０
０に示されている。マンドレルは何らかの適当な手段
で、例えばマンドレルを循環する熱交換流体（例えば、
水）を用いることによって冷却することができる。米国
特許Ｎo. ５３４２６６０に記載されているように、図
示のように、マンドレルはプラズマジェットの方向に関
して傾けることができる。
【００１５】図２及び３を参照して、本発明の１つの具
体例に従う方法の諸ステップを要約する不ローダイヤグ
ラムを示す。ブロック１２１０はグラファイト基体を準
備することを表している。このグラファイト材料は、好
ましくは比較的小さな孔径、例えば最大孔径が約２０μ
m 未満を持つことができる。また、選ばれたグラファイ
トは、好ましくは合成ダイヤモンドに実質的に釣り合っ
た熱膨張率を持ち得る。このグラファイト基体は、機械
加工でき、又は望みの形状に形成できる。これは一般に
平らな円盤であろうが、他の形状及び輪郭、例えば円柱
形も使用できることは理解されよう。ブロック１２１５
は、基体表面を調製することを表している。研削（例え
ばラップ仕上げにより）を行うことができ、表面は好ま
しくは前記孔径よりも平滑に磨かれる。この磨かれた表
面は、次に超音波洗浄器を用いて洗浄できる。グラファ
イトの厚さは、熱伝導を促進して、時期尚早な層間剥離
又は割れに寄与しうる半径方向の熱勾配を減らすため
に、好ましくはその表面積の平方根の少なくとも１０％
であるべきである。
体例に従う方法の諸ステップを要約する不ローダイヤグ
ラムを示す。ブロック１２１０はグラファイト基体を準
備することを表している。このグラファイト材料は、好
ましくは比較的小さな孔径、例えば最大孔径が約２０μ
m 未満を持つことができる。また、選ばれたグラファイ
トは、好ましくは合成ダイヤモンドに実質的に釣り合っ
た熱膨張率を持ち得る。このグラファイト基体は、機械
加工でき、又は望みの形状に形成できる。これは一般に
平らな円盤であろうが、他の形状及び輪郭、例えば円柱
形も使用できることは理解されよう。ブロック１２１５
は、基体表面を調製することを表している。研削（例え
ばラップ仕上げにより）を行うことができ、表面は好ま
しくは前記孔径よりも平滑に磨かれる。この磨かれた表
面は、次に超音波洗浄器を用いて洗浄できる。グラファ
イトの厚さは、熱伝導を促進して、時期尚早な層間剥離
又は割れに寄与しうる半径方向の熱勾配を減らすため
に、好ましくはその表面積の平方根の少なくとも１０％
であるべきである。
【００１６】ブロック１２２０は、調製されたグラファ
イト表面へ被膜を適用することを表している。この被膜
はどんな適当な材料であってもよく、例えば始めに従来
技術のところで述べたものであってよい。上記米国特許
出願Ｎo.０８／６１８４２８に記載されている好ましい
被膜は、二酸化ケイ素のようなガラス形成性酸化物のバ
インダー中にダイヤモンドを含む。この被膜を適用する
ための好ましい技術の詳細について、前記米国特許出願
を参照することができる。この被膜は、好ましくは厚さ
が１０μm 〜２００μm 、更に好ましくは２０μm 〜１
００μm であるが、どんな適当な被膜の厚さも使用でき
る。
イト表面へ被膜を適用することを表している。この被膜
はどんな適当な材料であってもよく、例えば始めに従来
技術のところで述べたものであってよい。上記米国特許
出願Ｎo.０８／６１８４２８に記載されている好ましい
被膜は、二酸化ケイ素のようなガラス形成性酸化物のバ
インダー中にダイヤモンドを含む。この被膜を適用する
ための好ましい技術の詳細について、前記米国特許出願
を参照することができる。この被膜は、好ましくは厚さ
が１０μm 〜２００μm 、更に好ましくは２０μm 〜１
００μm であるが、どんな適当な被膜の厚さも使用でき
る。
【００１７】ブロック１２２５は、好ましくは化学蒸着
により、前記被覆された表面にダイヤモンドフィルムを
蒸着することを表している。図１に示されているタイプ
の装置が利用できる。ダイヤモンドフィルムはどんな適
当な厚さにでも蒸着できるが、一般に厚さ少なくとも１
００μm である。蒸着及び冷却の後、ダイヤモンドフィ
ルムが基体から剥離しない場合は、この基体及びその上
のダイヤモンドフィルムを蒸着室から取り出し、本発明
の取り出し技術に供される。
により、前記被覆された表面にダイヤモンドフィルムを
蒸着することを表している。図１に示されているタイプ
の装置が利用できる。ダイヤモンドフィルムはどんな適
当な厚さにでも蒸着できるが、一般に厚さ少なくとも１
００μm である。蒸着及び冷却の後、ダイヤモンドフィ
ルムが基体から剥離しない場合は、この基体及びその上
のダイヤモンドフィルムを蒸着室から取り出し、本発明
の取り出し技術に供される。
【００１８】ブロック１２４０は、グラファイト基体の
本体からダイヤモンドフィルムを取り出すためにグラフ
ァイト基体を鋸でひくことを表している。前記切断はダ
イヤモンドフィルムから小さなマージンをとって行われ
るので、一般にグラファイトの薄い層がダイヤモンドフ
ィルムにくっついたままで残る。
本体からダイヤモンドフィルムを取り出すためにグラフ
ァイト基体を鋸でひくことを表している。前記切断はダ
イヤモンドフィルムから小さなマージンをとって行われ
るので、一般にグラファイトの薄い層がダイヤモンドフ
ィルムにくっついたままで残る。
【００１９】上に最初に記載したように、意図した用途
に応じて、グラファイトの層をその上に付けたままでダ
イヤモンドフィルムを利用することが可能であろう。し
かしながら、もしダイヤモンドフィルム上に残っている
グラファイトを除く必要があるか、又は望ましいとき
は、ブロック１２５０は、研削及び／又はエッチングの
ようなグラファイトの（任意の）除去を表す。残りのグ
ラファイト、及び中間層として働いた被膜の除去のため
の適当なエッチング剤は、酸をベースとする酸化剤であ
る。前記ダイヤモンドフィルムにくっついて残ったグラ
ファイト層を除くために、他の方法が使用できることが
理解できよう。
に応じて、グラファイトの層をその上に付けたままでダ
イヤモンドフィルムを利用することが可能であろう。し
かしながら、もしダイヤモンドフィルム上に残っている
グラファイトを除く必要があるか、又は望ましいとき
は、ブロック１２５０は、研削及び／又はエッチングの
ようなグラファイトの（任意の）除去を表す。残りのグ
ラファイト、及び中間層として働いた被膜の除去のため
の適当なエッチング剤は、酸をベースとする酸化剤であ
る。前記ダイヤモンドフィルムにくっついて残ったグラ
ファイト層を除くために、他の方法が使用できることが
理解できよう。
【００２０】望むならば、上記対応するブロック１２５
５及び１２６０に示されるように被覆された蒸着基体と
しての再使用のために、残りのグラファイト基体は調製
できる。例えば、鋸でひいた表面は機械加工し及び／又
は他の方法で調製し、次に上に始めに記載したようにし
て被覆できる。鋸で切ったのとは反対のグラファイトの
表面を調製し、被覆できることは理解できよう。次い
で、ブロック１２６５及び１２７０に示すように、ダイ
ヤモンドフィルムは再使用された被覆されたグラファイ
ト基体上に蒸着され、先に述べたようにダイヤモンドフ
ィルムを取り出すことができる。
５及び１２６０に示されるように被覆された蒸着基体と
しての再使用のために、残りのグラファイト基体は調製
できる。例えば、鋸でひいた表面は機械加工し及び／又
は他の方法で調製し、次に上に始めに記載したようにし
て被覆できる。鋸で切ったのとは反対のグラファイトの
表面を調製し、被覆できることは理解できよう。次い
で、ブロック１２６５及び１２７０に示すように、ダイ
ヤモンドフィルムは再使用された被覆されたグラファイ
ト基体上に蒸着され、先に述べたようにダイヤモンドフ
ィルムを取り出すことができる。
【００２１】図４は、ホルダー（図示していない）に載
せることができる基体１７０、被膜３００、及びダイヤ
モンドフィルム５０、並びにダイヤモンドフィルム５０
から少し離して概してこれに平行に、グラファイト基体
を通して切断する鋸３１５を示す。（１つの適当なホル
ダーは、その厚みの中の開口部を通して真空をかけた硬
いベースである。）１つの具体例において、この鋸はダ
イヤモンド粗粒を埋め込み、直径が０．０１５インチの
往復動のスチールワイヤーを含むワイヤソー（ｗｉｒｅ
ｓａｗ）である。このワイヤソーの直径の好ましい範
囲は０．００１〜０．０５インチである。この鋸ひき
は、高速度水もしくは研磨噴射を用いて、又はレーザー
を用いて行うこともできる。
せることができる基体１７０、被膜３００、及びダイヤ
モンドフィルム５０、並びにダイヤモンドフィルム５０
から少し離して概してこれに平行に、グラファイト基体
を通して切断する鋸３１５を示す。（１つの適当なホル
ダーは、その厚みの中の開口部を通して真空をかけた硬
いベースである。）１つの具体例において、この鋸はダ
イヤモンド粗粒を埋め込み、直径が０．０１５インチの
往復動のスチールワイヤーを含むワイヤソー（ｗｉｒｅ
ｓａｗ）である。このワイヤソーの直径の好ましい範
囲は０．００１〜０．０５インチである。この鋸ひき
は、高速度水もしくは研磨噴射を用いて、又はレーザー
を用いて行うこともできる。
【００２２】鋸切断部の上部及びダイヤモンドフィルム
の底の間のオフセットＤは、好ましくは０．００１〜
０．２５インチである。その目的は、ダイヤモンドに近
すぎる切断（及び破壊の危険）を避け、一方ではダイヤ
モンドフィルムにくっついて残ったグラファイトを最小
にすることである。この鋸は、前記被膜の厚さによって
は、この被膜の一部を切断除去してもよいことは理解さ
れよう。
の底の間のオフセットＤは、好ましくは０．００１〜
０．２５インチである。その目的は、ダイヤモンドに近
すぎる切断（及び破壊の危険）を避け、一方ではダイヤ
モンドフィルムにくっついて残ったグラファイトを最小
にすることである。この鋸は、前記被膜の厚さによって
は、この被膜の一部を切断除去してもよいことは理解さ
れよう。
【００２３】この発明は特に好ましい具体例を参照して
述べたが、本発明の精神と範囲内での変形は当業者に思
い浮かぶであろう。例えば、基体の調製及び被覆の種々
の代替技術が使用でき、他の鋸の形状が用い得ることは
理解されよう。
述べたが、本発明の精神と範囲内での変形は当業者に思
い浮かぶであろう。例えば、基体の調製及び被覆の種々
の代替技術が使用でき、他の鋸の形状が用い得ることは
理解されよう。
【図１】本発明の具体例を実施するのに利用できるタイ
プの化学蒸着装置の概略図。
プの化学蒸着装置の概略図。
【図２】本発明の具体例に従う方法のステップを要約す
るフローダイヤグラムの一部。
るフローダイヤグラムの一部。
【図３】本発明の具体例に従う方法のステップを要約す
るフローダイヤグラムの一部。
るフローダイヤグラムの一部。
【図４】本発明の具体例において実施されるグラファイ
ト基体を通して鋸で切断する例を示す図。
ト基体を通して鋸で切断する例を示す図。
１１０…マンドレル １２０…スペーサ １７０…基体 ３００…基体被膜 ２１１…真空室 ２１７…環状磁石 ２３４…冷却コイル ２１５…アーク形成区画 ２９１…陽極 ２９２…陰極 ５０…ダイヤモンドフィルム ３１５…鋸
Claims (2)
- 【請求項１】 次のステップを含むダイヤモンドフィル
ムの製造方法：その上にダイヤモンドフィルムが蒸着さ
れるべき表面を有するグラファイト基体を用意するこ
と；前記基体の前記表面にダイヤモンドを蒸着させるこ
と：及び前記基体を鋸でひいて、前記蒸着表面及び前記
ダイヤモンドフィルムを含む前記基体の層を切り取るこ
と。 - 【請求項２】 前記ダイヤモンドフィルムを蒸着させる
前に前記基体の蒸着表面を被覆するステップを更に含
み、前記ダイヤモンドフィルムはこの被覆された蒸着表
面上に蒸着される、請求項１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/662,186 US5792254A (en) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | Production of diamond film |
| US08/662186 | 1996-06-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10101480A true JPH10101480A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3111040B2 JP3111040B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=24656731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09135266A Expired - Fee Related JP3111040B2 (ja) | 1996-06-12 | 1997-05-26 | ダイヤモンドフィルムの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5792254A (ja) |
| EP (1) | EP0812932A3 (ja) |
| JP (1) | JP3111040B2 (ja) |
| CA (1) | CA2204086C (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6280834B1 (en) | 1999-05-03 | 2001-08-28 | Guardian Industries Corporation | Hydrophobic coating including DLC and/or FAS on substrate |
| US6312808B1 (en) | 1999-05-03 | 2001-11-06 | Guardian Industries Corporation | Hydrophobic coating with DLC & FAS on substrate |
| US6277480B1 (en) | 1999-05-03 | 2001-08-21 | Guardian Industries Corporation | Coated article including a DLC inclusive layer(s) and a layer(s) deposited using siloxane gas, and corresponding method |
| US6368664B1 (en) | 1999-05-03 | 2002-04-09 | Guardian Industries Corp. | Method of ion beam milling substrate prior to depositing diamond like carbon layer thereon |
| US6261693B1 (en) | 1999-05-03 | 2001-07-17 | Guardian Industries Corporation | Highly tetrahedral amorphous carbon coating on glass |
| US6335086B1 (en) | 1999-05-03 | 2002-01-01 | Guardian Industries Corporation | Hydrophobic coating including DLC on substrate |
| US6461731B1 (en) | 1999-05-03 | 2002-10-08 | Guardian Industries Corp. | Solar management coating system including protective DLC |
| US6447891B1 (en) | 1999-05-03 | 2002-09-10 | Guardian Industries Corp. | Low-E coating system including protective DLC |
| US6475573B1 (en) | 1999-05-03 | 2002-11-05 | Guardian Industries Corp. | Method of depositing DLC inclusive coating on substrate |
| US20060147631A1 (en) * | 2005-01-04 | 2006-07-06 | Lev Leonid C | Method for making diamond coated substrates, articles made therefrom, and method of drilling |
| JP5403519B2 (ja) * | 2010-02-22 | 2014-01-29 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 結晶ダイヤモンド・エアギャップ構造体の作製方法 |
| US9469918B2 (en) | 2014-01-24 | 2016-10-18 | Ii-Vi Incorporated | Substrate including a diamond layer and a composite layer of diamond and silicon carbide, and, optionally, silicon |
| CN119349566A (zh) | 2015-09-08 | 2025-01-24 | 麻省理工学院 | 基于石墨烯的层转移的系统和方法 |
| CN105624642A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-06-01 | 大连理工大学 | 一种石墨衬底上直接沉积金刚石薄膜的方法 |
| US9991113B2 (en) | 2016-06-03 | 2018-06-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for fabricating single-crystalline diamond membranes |
| US10903073B2 (en) | 2016-11-08 | 2021-01-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods of dislocation filtering for layer transfer |
| KR20190118189A (ko) | 2017-02-24 | 2019-10-17 | 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 | 곡선형 초점면 어레이를 위한 장치 및 방법들 |
| US20210125826A1 (en) | 2018-06-22 | 2021-04-29 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for growth of silicon carbide over a layer comprising graphene and/or hexagonal boron nitride and related articles |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4402925A (en) * | 1981-09-28 | 1983-09-06 | Union Carbide Corporation | Porous free standing pyrolytic boron nitride articles |
| JPS623095A (ja) * | 1985-06-07 | 1987-01-09 | モリソン・パンプス・エスエイ・（プロプライアタリ−）・リミテツド | 結晶生長法 |
| GB8912498D0 (en) * | 1989-05-31 | 1989-07-19 | De Beers Ind Diamond | Diamond growth |
| US5273731A (en) * | 1989-09-14 | 1993-12-28 | General Electric Company | Substantially transparent free standing diamond films |
| US5264071A (en) * | 1990-06-13 | 1993-11-23 | General Electric Company | Free standing diamond sheet and method and apparatus for making same |
| US5443032A (en) * | 1992-06-08 | 1995-08-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method for the manufacture of large single crystals |
| US5527559A (en) * | 1994-07-18 | 1996-06-18 | Saint Gobain/Norton Industrial Ceramics Corp. | Method of depositing a diamond film on a graphite substrate |
-
1996
- 1996-06-12 US US08/662,186 patent/US5792254A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-30 CA CA002204086A patent/CA2204086C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-23 EP EP97201546A patent/EP0812932A3/en active Pending
- 1997-05-26 JP JP09135266A patent/JP3111040B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5792254A (en) | 1998-08-11 |
| CA2204086A1 (en) | 1997-12-12 |
| CA2204086C (en) | 2000-06-20 |
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| EP0812932A2 (en) | 1997-12-17 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |