JP3229428B2 - Method for forming diamond generating nuclei - Google Patents
Method for forming diamond generating nucleiInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ダイヤモンド発生核
の形成方法に関し、更に詳しくは、工具、半導体、被覆
部材等に好適なダイヤモンドを合成するための基板の表
面に、容易にかつ簡便に、ダイヤモンド発生核を高い密
度で再現性よく形成することができ、ダイヤモンドの生
産性を向上させることができる、ダイヤモンド発生核の
形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a diamond generating nucleus, and more particularly, to a method for synthesizing diamond suitable for tools, semiconductors, coating members and the like on a surface of a substrate easily and simply. The present invention relates to a method for forming a diamond generating nucleus, which can form a diamond generating nucleus at a high density with high reproducibility and can improve the productivity of diamond.
【0002】[0002]
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ダイヤモ
ンドは、極めて硬度が高くしかも電気的に優れるという
特性を有することから、電子・電気機器等をはじめとす
る各種の分野において有用な工業材料として注目されて
いる。2. Description of the Related Art Diamond has extremely high hardness and excellent electrical properties, and is therefore useful as an industrial material useful in various fields including electronic and electric equipment. Attention has been paid.
【0003】近時、かかるダイヤモンドを気相法により
基板の表面に形成する方法が開発されている。この場
合、基板の表面に、ダイヤモンド合成のための核(以
下、ダイヤモンド発生核と称する。)が形成されている
と、ダイヤモンドの生成速度が大きくなる。したがっ
て、ダイヤモンドを効率よく合成するには、予め基板の
表面にダイヤモンド発生核を種々の方法によりできるだ
け高い密度で形成しておく必要がある。例えば、特公昭
62−27039号公報には、基板の表面に、ダイヤモ
ンド砥粒を基板に衝突させることにより、ダイヤモンド
発生核を106 〜108 個/cm2 という高い密度で形
成し、その後、気相法によりダイヤモンドを合成する
と、効率よくダイヤモンドを合成することができる旨が
開示されている。Recently, a method of forming such a diamond on the surface of a substrate by a vapor phase method has been developed. In this case, if a nucleus for diamond synthesis (hereinafter referred to as a diamond generating nucleus) is formed on the surface of the substrate, the diamond generation rate increases. Therefore, in order to synthesize diamond efficiently, it is necessary to form diamond generating nuclei on the surface of the substrate in advance by various methods at a density as high as possible. For example, Japanese Patent Publication No. Sho 62-27039 discloses that diamond generating nuclei are formed on a surface of a substrate at a high density of 10 6 to 10 8 / cm 2 by colliding diamond abrasive grains with the substrate. It is disclosed that when diamond is synthesized by a gas phase method, diamond can be synthesized efficiently.
【0004】しかしながら、ダイヤモンドを効率よく製
造するためには、ダイヤモンド発生核の密度が前記公報
に記載の程度では充分でなく、より高い密度でダイヤモ
ンド発生核を形成する必要がある。ところが、高い密度
でダイヤモンド発生核を形成することができる方法は、
依然提供されていないのが現状である。[0004] However, in order to produce diamond efficiently, the density of diamond generating nuclei is not sufficient to the extent described in the above publication, and it is necessary to form diamond generating nuclei at a higher density. However, a method that can form diamond generating nuclei with high density is
It is not yet provided.
【0005】そこで、この発明の発明者が鋭意検討した
結果、ダイヤモンド発生核を形成するのに、特定の金属
を特定の割合で含有するダイヤモンド粒子を用いると、
高い密度でダイヤモンド発生核を形成することができる
ことを見出した。The inventors of the present invention have conducted intensive studies and as a result, when diamond particles containing a specific metal in a specific ratio are used to form a diamond generating nucleus,
It has been found that diamond generation nuclei can be formed at a high density.
【0006】この発明は、この発明の発明者によるかか
る知見に基づいてなされたものであり、工具、半導体、
被覆部材等に好適なダイヤモンドを合成するための基板
の表面に、容易にかつ簡便に、ダイヤモンド発生核を高
い密度で再現性よく形成することができ、ダイヤモンド
の生産性を向上させることができる、ダイヤモンド発生
核の形成方法を提供することを目的とする。The present invention has been made based on such knowledge by the inventor of the present invention, and includes tools, semiconductors,
On a surface of a substrate for synthesizing a diamond suitable for a coating member or the like, a diamond generating nucleus can be easily and simply formed at a high density with high reproducibility, and the productivity of diamond can be improved. An object of the present invention is to provide a method for forming a diamond generating nucleus.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項1に記載の発明は、基板の表面に、Fe、C
o、NiおよびMnからなる群より選択される一種以上
を合計200ppm以上含有するダイヤモンド粒子を用
いて傷付け処理を行なうことを特徴とするダイヤモンド
発生核の形成方法であり、前記請求項2に記載の発明
は、前記ダイヤモンド粒子が、Fe、Co、Niおよび
Mnからなる群より選択される一種以上を合計500p
pm以上含有するダイヤモンド粒子である前記請求項1
に記載のダイヤモンド発生核の形成方法である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
3. A method for forming a diamond generating nucleus, comprising performing a scratching treatment using diamond particles containing at least one selected from the group consisting of o, Ni and Mn in a total amount of 200 ppm or more. The invention is characterized in that the diamond particles include at least one selected from the group consisting of Fe, Co, Ni and Mn in a total of 500 p.
2. The method according to claim 1, wherein the particles are diamond particles containing not less than pm.
The method for forming a diamond generating nucleus according to the above.
【0008】以下に、この発明に係るダイヤモンド発生
核の形成方法につき詳述する。Hereinafter, a method of forming a diamond generating nucleus according to the present invention will be described in detail.
【0009】(傷付処理)この発明の方法においては、
基板の表面に、特定のダイヤモンド粒子を用いて傷付け
処理を行なうことにより、ダイヤモンド発生核を形成す
る。(Scratch treatment) In the method of the present invention,
A diamond generating nucleus is formed on the surface of the substrate by performing a scratching process using specific diamond particles.
【0010】前記基板としては、その材質等につき特に
制限はないが、例えばSi、ガリウム−ヒ素、SiC、
SiO2 、Si3 N4 、アルミナ、AlN、WC−C
o、TaC、セラミックス、サファイヤ、超硬合金、M
o、W、Ta等から形成された基板を挙げることができ
る。これらの中でもSi、SiC、SiO2 、超硬合金
が好ましい。この発明においては、前記基板としてシリ
コンウエハーを特に好ましく用いることができる。ま
た、前記基板は、P型あるいはN型の半導体であっても
よい。前記基板の比抵抗としては、通常10-6〜103
Ω・cmである。The substrate is not particularly limited in its material and the like. For example, Si, gallium-arsenic, SiC,
SiO 2, Si 3 N 4, alumina, AlN, WC-C
o, TaC, ceramics, sapphire, cemented carbide, M
A substrate formed from o, W, Ta, or the like can be given. Among them, Si, SiC, SiO 2 and a cemented carbide are preferable. In the present invention, a silicon wafer can be particularly preferably used as the substrate. Further, the substrate may be a P-type or N-type semiconductor. The specific resistance of the substrate is usually 10 −6 to 10 3
Ω · cm.
【0011】前記ダイヤモンド粒子としては、Fe、C
o、NiおよびMnからなる群より選択される一種以上
を、通常、合計200ppm以上、好ましくは合計50
0ppm以上、更に好ましくは合計500ppm〜5重
量%の割合で含有するダイヤモンド粒子を挙げることが
できる。前記Fe、Co、NiおよびMnからなる群よ
り選択される一種以上の含有割合が合計100ppmよ
りも低いと、基板の表面にダイヤモンド発生核を高い密
度で形成することができない。The diamond particles include Fe, C
One or more selected from the group consisting of o, Ni and Mn are usually added in a total of 200 ppm or more, preferably 50
Diamond particles containing 0 ppm or more, more preferably 500 ppm to 5% by weight in total can be mentioned. If the content of at least one selected from the group consisting of Fe, Co, Ni and Mn is lower than 100 ppm in total, it is not possible to form diamond generating nuclei at a high density on the surface of the substrate.
【0012】前記ダイヤモンド粒子に含まれるFe、C
o、NiおよびMnからなる群より選択される一種以上
の割合は、適宜の分析方法により測定することができる
が、例えばダイヤモンド粒子を電気炉等を用いて加熱し
灰化して測定試料を調製し、これを公知の分析装置を用
いて、原子吸光分析法、ICP発光分光分析法等に従っ
て分析することにより、測定することができる。Fe, C contained in the diamond particles
The proportion of one or more selected from the group consisting of o, Ni and Mn can be measured by an appropriate analysis method.For example, a diamond sample is heated and ashed using an electric furnace or the like to prepare a measurement sample. It can be measured by analyzing this using a known analyzer according to atomic absorption spectrometry, ICP emission spectroscopy, or the like.
【0013】前記ダイヤモンド粒子としては、天然のダ
イヤモンドでも、あるいは、合成したダイヤモンドでも
よく、特に制限はない。The diamond particles may be natural diamond or synthetic diamond, and are not particularly limited.
【0014】前記合成したダイヤモンド粒子は、例えば
高圧合成法により得ることができる。即ち、Fe、C
o、NiおよびMnとグラファイトとを適宜の溶剤を用
いて溶解した後、これを加熱・加圧することによりダイ
ヤモンド粒子を合成することができる。The synthesized diamond particles can be obtained, for example, by a high-pressure synthesis method. That is, Fe, C
After dissolving o, Ni and Mn and graphite using an appropriate solvent, the resulting mixture is heated and pressurized to synthesize diamond particles.
【0015】また、前記ダイヤモンド粒子としては、市
販品を用いることもできる。市販品のダイヤモンド粒子
は、通常、予め酸等により洗浄されているので、種々の
金属を任意の量で含有している。この発明においては、
前記市販品のダイヤモンド粒子の内、Fe、Co、Ni
およびMnからなる群より選択される一種以上を合計2
00ppm以上含有するダイヤモンド粒子を適宜選択し
て用いることができる。[0015] Commercially available diamond particles can also be used. Since commercially available diamond particles are usually washed beforehand with an acid or the like, they contain various metals in arbitrary amounts. In the present invention,
Among the commercially available diamond particles, Fe, Co, Ni
And at least one selected from the group consisting of
Diamond particles containing at least 00 ppm can be appropriately selected and used.
【0016】前記ダイヤモンド粒子の粒径は、特に制限
はなくその目的に応じて適宜選択することができるが、
通常0.1〜500μmであり、好ましくは1〜100
μmである。前記粒径が0.1μm未満であると傷付効
果が低くなることがあり、一方、500μmを越えると
核発生密度が低下することがある。The particle size of the diamond particles is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
Usually 0.1 to 500 μm, preferably 1 to 100
μm. If the particle size is less than 0.1 μm, the scratching effect may be reduced, while if it exceeds 500 μm, the nucleation density may be reduced.
【0017】なお、この発明において用いる前記ダイヤ
モンド粒子は、特にその粒度が一定に揃ったダイヤモン
ド粒子である必要はない。It should be noted that the diamond particles used in the present invention do not need to be particularly diamond particles having a uniform particle size.
【0018】前記傷付け処理は、例えば、以下のような
1)超音波洗浄法、又は2)ラッピング法により行なう
ことができる。The scratching treatment can be performed, for example, by the following 1) ultrasonic cleaning method or 2) lapping method.
【0019】1)超音波洗浄法 前記傷付け処理は、超音波洗浄法により行なうことがで
きる。即ち、先ずビーカー等の容器内に、前記ダイヤモ
ンド粒子を分散させた溶媒を収容させる。そして、前記
溶媒内に前記基板を浸漬させる。その後、前記容器を超
音波洗浄装置における所定の位置に配置し、前記超音波
洗浄装置を適当な時間作動させる。すると、超音波洗浄
装置からの超音波を受けて、前記ダイヤモンド粒子が前
記ビーカー等の容器内で前記基板の表面に激しく衝突す
る。その結果、前記基板の表面にダイヤモンド発生核と
なる微小な傷を形成することができる。1) Ultrasonic cleaning method The scratching treatment can be performed by an ultrasonic cleaning method. That is, first, a solvent in which the diamond particles are dispersed is accommodated in a container such as a beaker. Then, the substrate is immersed in the solvent. Thereafter, the container is placed at a predetermined position in the ultrasonic cleaning device, and the ultrasonic cleaning device is operated for an appropriate time. Then, receiving the ultrasonic waves from the ultrasonic cleaning device, the diamond particles violently collide with the surface of the substrate in the container such as the beaker. As a result, it is possible to form minute scratches serving as diamond generation nuclei on the surface of the substrate.
【0020】前記容器としては、ビーカーに限られず、
それ自体公知の容器を適宜に選択して用いることができ
る。The container is not limited to a beaker,
A container known per se can be appropriately selected and used.
【0021】前記溶媒としては、特に制限はないが、例
えばメタノール等のアルコール、アセトン、水、フッ酸
等を挙げることができる。The solvent is not particularly restricted but includes, for example, alcohols such as methanol, acetone, water, hydrofluoric acid and the like.
【0022】前記溶媒に分散させる前記ダイヤモンド粒
子の量としては、溶媒100mlに対し、通常0.1〜
50gであり、好ましくは0.2〜10gである。前記
量が0.1gよりも少ないと、基板の表面に高い密度で
ダイヤモンド発生核を形成することができないことがあ
り、一方、50gよりも多くてもそれに見合う効果を得
ることができないことがある。The amount of the diamond particles dispersed in the solvent is usually 0.1 to 100 ml per 100 ml of the solvent.
50 g, preferably 0.2 to 10 g. If the amount is less than 0.1 g, it may not be possible to form diamond generating nuclei at a high density on the surface of the substrate, while if it is more than 50 g, it may not be possible to obtain an effect corresponding thereto. .
【0023】前記超音波洗浄装置としては、特に制限は
なく、それ自体公知の装置を用いることができる。The ultrasonic cleaning apparatus is not particularly limited, and a known apparatus can be used.
【0024】超音波洗浄法により傷付け処理を行なう時
間としては、目的に応じて適宜に選択することができる
が、通常10秒〜5時間であり、好ましくは1〜60分
である。前記時間が10秒よりも短いと、ダイヤモンド
発生核が充分に形成されないことがあり、一方、5時間
よりも長くてもそれに見合う効果がないことがある。The time for performing the scratching treatment by the ultrasonic cleaning method can be appropriately selected according to the purpose, but is usually from 10 seconds to 5 hours, preferably from 1 to 60 minutes. If the time is shorter than 10 seconds, the diamond generating nucleus may not be formed sufficiently, and if it is longer than 5 hours, there may be no effect corresponding thereto.
【0025】2)ラッピング法 前記傷付け処理は、ラッピング法により行なうことがで
きる。即ち、先ず回転可能なラップ板の上に基板を配置
する。そして、前記ラップ板を回転させる。その後、ダ
イヤモンド粒子を含有するダイヤモンドスラリーを、前
記回転するラップ板上に滴下させる。すると、滴下され
たダイヤモンドスラリーの液滴は、回転するラップ板の
表面を激しく移動する。このとき、ラップ板の表面に配
置された基板の表面は、ダイヤモンドスラリーの液滴中
に含まれるダイヤモンド粒子により傷付けられる。その
結果、基板の表面にダイヤモンド発生核となる微小な核
を大量に形成することができる。2) Lapping method The above-mentioned scratching treatment can be performed by a lapping method. That is, the substrate is first placed on a rotatable lap plate. Then, the lap plate is rotated. Thereafter, a diamond slurry containing diamond particles is dropped on the rotating lap plate. Then, the dropped droplets of the diamond slurry move violently on the surface of the rotating lap plate. At this time, the surface of the substrate disposed on the surface of the lap plate is damaged by diamond particles contained in the droplets of the diamond slurry. As a result, a large number of fine nuclei serving as diamond generating nuclei can be formed on the surface of the substrate.
【0026】前記ラップ板としては、特に制限はなく、
目的に応じて適宜選択することができる。The wrap plate is not particularly limited.
It can be appropriately selected according to the purpose.
【0027】前記ラップ板を回転させる速度としては、
基板の表面にダイヤモンド発生核を形成することができ
れば特に制限はないが、通常0.01〜500rpmで
あり、好ましくは0.02〜300rpmである。前記
速度が0.01rpmよりも小さいと、基板の表面にダ
イヤモンド発生核を充分形成することができないことが
あり、一方、500rpmよりも大きくても、それに見
合う効果を得ることができないことがある。The speed of rotating the lap plate is as follows.
There is no particular limitation as long as diamond generation nuclei can be formed on the surface of the substrate, but it is usually 0.01 to 500 rpm, preferably 0.02 to 300 rpm. If the speed is lower than 0.01 rpm, diamond generating nuclei may not be sufficiently formed on the surface of the substrate. On the other hand, if the speed is higher than 500 rpm, an effect corresponding thereto may not be obtained.
【0028】前記ダイヤモンドスラリーとしては、溶媒
100mlに対し、通常0.01〜5gであり、好まし
くは0.02〜1gの割合でダイヤモンド粒子を含有す
るダイヤモンドスラリーを挙げることができる。前記量
が0.01gよりも少ないと、基板の表面に高い密度で
ダイヤモンド発生核を形成することができないことがあ
り、一方、5gよりも多くてもそれに見合う効果を得る
ことができないことがある。Examples of the diamond slurry include a diamond slurry containing generally 0.01 to 5 g, preferably 0.02 to 1 g of diamond particles per 100 ml of a solvent. If the amount is less than 0.01 g, it may not be possible to form diamond generating nuclei at a high density on the surface of the substrate, while if it is more than 5 g, it may not be possible to obtain an effect corresponding thereto. .
【0029】前記溶媒としては、前述の溶媒を用いるこ
とができる。As the solvent, the above-mentioned solvents can be used.
【0030】ラッピング法により傷付け処理を行なう時
間としては、目的に応じて適宜選択することができる
が、通常10秒〜5時間であり、好ましくは1〜60分
である。前記時間が10秒よりも短いと、ダイヤモンド
発生核が充分に形成されないことがあり、一方、5時間
よりも長くてもそれに見合う効果が得られないことがあ
る。The time for performing the scratching treatment by the lapping method can be appropriately selected depending on the purpose, but is usually 10 seconds to 5 hours, preferably 1 to 60 minutes. If the time is shorter than 10 seconds, the diamond generating nucleus may not be formed sufficiently. On the other hand, if it is longer than 5 hours, the effect corresponding thereto may not be obtained.
【0031】以上により、ダイヤモンドを合成するため
の基板の表面に、容易にかつ簡便に、ダイヤモンド発生
核を高い密度で再現性よく形成することができる。As described above, diamond generating nuclei can be easily and simply formed on a surface of a substrate for synthesizing diamond with high density and high reproducibility.
【0032】(ダイヤモンド合成)なお、上記のように
して傷付け処理を行ない、高い密度でダイヤモンド発生
核を形成した基板の表面に、ダイヤモンドを合成するに
は、それ自体公知である各種のダイヤモンド気相合成法
を用いることができる。具体的には、CVD法、PVD
法、PCVD法又はこれらを組合せた方法等を用いるこ
とができる。これらの中でも、通常、EACVD法を含
めた各種の熱フィラメント法、熱プラズマ法を含めた各
種の直流プラズマCVD法、熱プラズマ法を含めたマイ
クロ波プラズマCVD法等を好適に用いることができ
る。(Synthesis of diamond) In order to synthesize diamond on the surface of a substrate on which a diamond generating nucleus has been formed at a high density by performing the above-described scratching treatment, various types of diamond vapor known per se are used. Synthetic methods can be used. Specifically, CVD method, PVD
Method, a PCVD method, a method combining these, or the like can be used. Among these, generally, various hot filament methods including the EACVD method, various direct current plasma CVD methods including the thermal plasma method, microwave plasma CVD methods including the thermal plasma method, and the like can be preferably used.
【0033】これらのダイヤモンド合成法に用いる炭素
源ガスとしては、例えば、メタン、エタン、プロパン、
ブタン等のパラフィン系炭化水素;エチレン、プロピレ
ン、ブチレン等のオレフィン系炭化水素;アセチレン、
アリレン等のアセチレン系炭化水素;ブタジエン、アレ
ン等のジオレフィン系炭化水素;シクロプロパン、シク
ロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式
炭化水素;シクロブタジエン、ベンゼン、トルエン、キ
シレン、ナフタレン等の芳香族炭化水素;アセトン、ジ
エチルケトン、ベンゾフェノン等のケトン類;メタノー
ル、エタノール等のアルコール類;このほかの含酸素炭
化水素;トリメチルアミン、トリエチルアミン等のアミ
ン類;このほかの含窒素炭化水素;炭酸ガス、一酸化炭
素、過酸化炭素等を挙げることができる。As the carbon source gas used in these diamond synthesis methods, for example, methane, ethane, propane,
Paraffinic hydrocarbons such as butane; olefinic hydrocarbons such as ethylene, propylene and butylene; acetylene;
Acetylene-based hydrocarbons such as allylene; diolefin-based hydrocarbons such as butadiene and allene; alicyclic hydrocarbons such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane and cyclohexane; aromatics such as cyclobutadiene, benzene, toluene, xylene and naphthalene Hydrocarbons; ketones such as acetone, diethyl ketone and benzophenone; alcohols such as methanol and ethanol; other oxygen-containing hydrocarbons; amines such as trimethylamine and triethylamine; other nitrogen-containing hydrocarbons; Examples thereof include carbon oxide and carbon peroxide.
【0034】これらの中でも、メタン、エタン、プロパ
ン等のパラフィン系炭化水素、エタノール、メタノール
等のアルコール類、アセトン、ベンゾフェノン等のケト
ン類、トリメチルアミン、トリエチルアミン等のアミン
類、炭酸ガス、一酸化炭素が好ましく、特に一酸化炭素
が好ましい。なお、これらは一種単独で用いてもよく、
二種以上を混合ガス等として併用してもよい。Among these, paraffinic hydrocarbons such as methane, ethane, and propane; alcohols such as ethanol and methanol; ketones such as acetone and benzophenone; amines such as trimethylamine and triethylamine; carbon dioxide; and carbon monoxide. Preferred, especially carbon monoxide. These may be used alone.
Two or more kinds may be used in combination as a mixed gas or the like.
【0035】また、これらは水素等の活性ガスやヘリウ
ム、アルゴン、ネオン、キセノン、窒素等の不活性ガス
と混合して用いてもよい。These may be mixed with an active gas such as hydrogen or an inert gas such as helium, argon, neon, xenon or nitrogen.
【0036】ダイヤモンドの合成条件としては、特に制
限はないが、例えば反応圧力としては、通常10-6〜1
03 Torrであり、好ましくは1〜760Torrで
ある。前記反応圧力が10-6Torrよりも低い場合に
は、ダイヤモンドの合成速度が遅くなることがある。一
方、103 Torrより高い場合には、103 Torr
のときに得られる効果に比べて、それ以上の効果がない
こともある。The conditions for synthesizing diamond are not particularly limited. For example, the reaction pressure is usually 10 −6 to 1.
0 is 3 Torr, preferably 1~760Torr. If the reaction pressure is lower than 10 -6 Torr, the diamond synthesis rate may be reduced. On the other hand, if higher than 10 3 Torr is, 10 3 Torr
There may be no further effect compared to the effect obtained at the time.
【0037】基板の表面温度としては、前記炭素源ガス
の活性化手段等により異なるので、一概に規定すること
はできないが、通常、室温〜1,200℃であり、好ま
しくは室温〜1,100℃である。前記基板の表面温度
が室温よりも低いと、結晶性のダイヤモンドの合成が不
十分になることがある。一方、1,200℃を超える
と、合成されたダイヤモンドのエッチングが生じ易くな
ることがある。Since the surface temperature of the substrate varies depending on the means for activating the carbon source gas and the like, it cannot be specified unconditionally, but is usually from room temperature to 1,200 ° C., preferably from room temperature to 1,100 ° C. ° C. If the surface temperature of the substrate is lower than room temperature, the synthesis of crystalline diamond may be insufficient. On the other hand, when the temperature exceeds 1,200 ° C., etching of the synthesized diamond may easily occur.
【0038】ダイヤモンド合成を行なう反応時間として
は、特に限定はなく、ダイヤモンドが所望の厚みとなる
ように、ダイヤモンドの合成速度に応じて適宜に設定す
るのが好ましい。The reaction time for synthesizing diamond is not particularly limited, and is preferably set appropriately according to the diamond synthesis speed so that the diamond has a desired thickness.
【0039】[0039]
【実施例】以下、この発明の実施例につき説明するが、
この発明は以下の実施例に何ら限定されるものではな
い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below.
The present invention is not limited to the following embodiments.
【0040】(実施例1)粒径が1μm以下であり、F
eを260ppm、Coを350ppmおよびNiを
6.9ppmを含有し、かつこれらを合計616.9p
pm含有するダイヤモンド粒子0.2gを、20mlの
アセトン中に分散させた傷付け処理用液を収容するビー
カー中に、10mm角のp型Siウエハーである基板を
浸漬させた。そして、前記ビーカーを超音波洗浄装置
(ブランソン卓上形;2200)における所定の場所に
配置し、前記超音波洗浄装置を作動して、基板の傷付け
処理を15分間行なった。その後、基板を、前記ビーカ
ー中から取り出し、アセトンにてリンスし、基板上にダ
イヤモンド粒子が残留しないようにした。Example 1 The particle size was 1 μm or less, and F
e, containing 260 ppm, Co, 350 ppm and Ni, 6.9 ppm, and combining these with a total of 616.9 p.
A substrate as a 10 mm square p-type Si wafer was immersed in a beaker containing a scratching solution in which 0.2 g of pm-containing diamond particles were dispersed in 20 ml of acetone. Then, the beaker was placed at a predetermined position in an ultrasonic cleaning apparatus (Branson tabletop type; 2200), and the ultrasonic cleaning apparatus was operated to perform a scratching process on the substrate for 15 minutes. Thereafter, the substrate was taken out of the beaker and rinsed with acetone to prevent diamond particles from remaining on the substrate.
【0041】なお、ダイヤモンド粒子中に含まれるF
e、Co及びNiの量は、以下のようにして測定した。
先ずダイヤモンド粒子0.5gを電気炉内で800℃の
温度下で加熱し灰化した。この灰化したダイヤモンド
を、硫酸、硝酸及びフッ化水素酸を用いて加熱分解し、
希硝酸を用いて溶解して濾別した。このとき、濾液は希
硝酸を用いて定容し、不溶物については、更に加熱し灰
化し、硫酸水素カリウムを用いて前記不溶物を融解した
後、希硝酸を用いて定容した。こうして定容した希硝酸
溶液を一つにまとめ、これをICP発光分光分析装置
(セイコー電子工業(株)製;シーケンシャル型ICP
発光分光分析装置 SPS 1200VR)を用いてI
CP発光分光分析を行ない、試料のダイヤモンド粒子に
含まれるFe、Ni及びCoの量を測定した。The F contained in the diamond particles
The amounts of e, Co and Ni were measured as follows.
First, 0.5 g of diamond particles were heated and ashed at a temperature of 800 ° C. in an electric furnace. The incinerated diamond is thermally decomposed using sulfuric acid, nitric acid and hydrofluoric acid,
It was dissolved with dilute nitric acid and filtered. At this time, the filtrate was made constant in volume using diluted nitric acid, and the insolubles were further heated and ashed, the insolubles were melted using potassium hydrogen sulfate, and the volume was made constant using diluted nitric acid. The dilute nitric acid solutions thus determined were combined into one, and this was combined with an ICP emission spectrometer (manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd .;
I using an emission spectrometer (SPS 1200VR)
CP emission spectroscopy was performed to measure the amounts of Fe, Ni and Co contained in the diamond particles of the sample.
【0042】次に、こうして傷付け処理を行なった基板
の表面に、マイクロ波プラズマCVD法(2.45GH
z)により、CO/H2 混合ガスを原料ガスとして10
/90sccmの流量で使用し、反応圧力が40Tor
r、基板温度が900℃、反応時間が1時間である条件
下でダイヤモンドを合成させた。Next, a microwave plasma CVD method (2.45 GH)
According to z), CO / H 2 mixed gas is used as a source gas for 10 times.
/ 90sccm at a flow rate of 40 Torr
r, diamond was synthesized under the conditions that the substrate temperature was 900 ° C. and the reaction time was 1 hour.
【0043】結果としては、基板の表面に、5.6×1
09 /cm2 という高い密度で、ダイヤモンド発生核が
形成されていた。なお、ダイヤモンド発生核の形成密度
は、SEMにより測定したものである。As a result, 5.6 × 1
0 9 / cm 2 of a high density, the diamond occurs nuclei were formed. The formation density of the diamond generating nuclei was measured by SEM.
【0044】(比較例1)ダイヤモンド粒子として、F
e、Co、NiおよびMnを合計60ppm含有するダ
イヤモンド粒子とした外は、実施例1と同様にして基板
の傷付け処理を行ない、ダイヤモンドを合成した。(Comparative Example 1) As diamond particles, F
Except for using diamond particles containing a total of 60 ppm of e, Co, Ni and Mn, the substrate was scratched in the same manner as in Example 1 to synthesize diamond.
【0045】結果としては、基板の表面に、2.8×1
07 /cm2 という密度でしか、ダイヤモンド発生核が
形成されていなかった。As a result, 2.8 × 1
0 7 / only at a density of cm 2, diamond generated nuclei was not formed.
【0046】[0046]
【発明の効果】この発明によると、ダイヤモンドを合成
するための基板の表面に、容易にかつ簡便に、ダイヤモ
ンド発生核を高い密度で再現性よく発生させることがで
き、ダイヤモンドの生産性を向上させることができる、
ダイヤモンド発生核の形成方法を提供することができ
る。According to the present invention, diamond generating nuclei can be easily and simply generated on a surface of a substrate for synthesizing diamond with high density and high reproducibility, thereby improving the productivity of diamond. be able to,
A method for forming a diamond generating nucleus can be provided.
Claims (2)
Mnからなる群より選択される一種以上を合計200p
pm以上含有するダイヤモンド粒子を用いて傷付け処理
を行なうことを特徴とするダイヤモンド発生核の形成方
法。At least one member selected from the group consisting of Fe, Co, Ni and Mn is applied on a surface of a substrate for a total of 200 p.
A method for forming a diamond generating nucleus, wherein a scratching process is performed using diamond particles containing at least pm.
CoおよびMnからなる群より選択される一種以上を合
計500ppm以上含有するダイヤモンド粒子である前
記請求項1に記載のダイヤモンド発生核の形成方法。2. The method according to claim 1, wherein the diamond particles are Fe, Ni,
The method for forming a diamond generating nucleus according to claim 1, wherein the diamond particles contain at least 500 ppm of at least one selected from the group consisting of Co and Mn.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10473793A JP3229428B2 (en) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | Method for forming diamond generating nuclei |
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|---|---|---|---|
| JP10473793A JP3229428B2 (en) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | Method for forming diamond generating nuclei |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06316488A JPH06316488A (en) | 1994-11-15 |
| JP3229428B2 true JP3229428B2 (en) | 2001-11-19 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4737672B2 (en) * | 2005-06-21 | 2011-08-03 | 株式会社ピュアロンジャパン | Film-forming method by plasma CVD, electron emission source, field emission display and illumination lamp |
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1993
- 1993-04-30 JP JP10473793A patent/JP3229428B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH06316488A (en) | 1994-11-15 |
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