JP7045415B2 - バルク吸収率が低くかつ微小特徴部密度が低い厚手の高光学品質合成多結晶ダイヤモンド材料 - Google Patents
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Description
40mm以上の直径、
1.0mm以上の厚さ、
10.6μmにおいて、0.1cm-1以下の吸収係数、および
以下の仕様を満たす微小特徴部密度を有し、
半径0~20mmの多結晶CVDダイヤモンドウェーハの中央領域には、0.002~0.008mm2のサイズの100個以下の微小特徴部、0.008~0.018mm2のサイズの50個以下の微小特徴部および0.018~0.05mm2のサイズの25個以下の微小特徴部が存在し、0.05~0.1mm2のサイズの微小特徴部が存在せず、かつ
半径20~40mmの多結晶CVDダイヤモンドウェーハの外側領域には、0.002~0.008mm2のサイズの200個以下の微小特徴部、0.008~0.018mm2のサイズの150個以下の微小特徴部および0.018~0.05mm2のサイズの100個以下の微小特徴部が存在し、0.05~0.1mm2のサイズの微小特徴部が存在しないことを特徴とする多結晶CVDダイヤモンドウェーハが提供される。
基板温度の段階的または連続的減少(基板について温度制御システムを調整することによって)、
成長チャンバへのマイクロ波電力入力の段階的または連続的減少(マイクロ波電源を調整することによって)、および
成長チャンバ内における圧力の段階的または連続的増大(ガス流を調節することによって)のうちの1つまたは2つ以上を実施することが有利である。
40mm以上、50mm以上、60mm以上、70mm以上、80mm以上、90mm以上、または100mm以上(オプションとして150mm未満、130mm未満、または110mm未満)の直径、
1.0mm以上、1.1mm以上、1.2mm以上、1.3mm以上、1.4mm以上、または1.5mm以上(オプションとして2mm未満)の厚さ、
10.6μmにおいて、0.1cm-1以下、より好ましくは0.09cm-1以下、0.08cm-1以下、0.07cm-1以下、0.06cm-1以下(オプションとして0.03cm-1以上)の吸収係数、および
以下の仕様を満たす微小特徴部密度を有し、
半径0~20mmの多結晶CVDダイヤモンドウェーハの中央領域には、0.002~0.008mm2のサイズの100個以下の微小特徴部、0.008~0.018mm2のサイズの50個以下の微小特徴部、0.018~0.05mm2のサイズの25個以下の微小特徴部が存在し、0.05~0.1mm2のサイズの微小特徴部は、存在せず、かつ 半径20~40mmの多結晶CVDダイヤモンドウェーハの外側領域には、0.002~0.008mm2のサイズの200個以下の微小特徴部、0.008~0.018mm2のサイズの150個以下の微小特徴部、0.018~0.05mm2のサイズの100個以下の微小特徴部が存在し、0.05~0.1mm2のサイズの微小特徴部は、存在しないことを特徴とする多結晶CVDダイヤモンドウェーハを製作することが可能である。
半径0~20mmの前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハの中央領域には、0.002~0.008mm2のサイズの50個以下の微小特徴部、0.008~0.018mm2のサイズの10個以下の微小特徴部、0.018~0.05mm2のサイズの5個以下の微小特徴部が存在し、0.05~0.1mm2のサイズの微小特徴部は、存在せず、かつ 半径20~40mmの前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハの外側領域には、0.002~0.008mm2のサイズの100個以下の微小特徴部、0.008~0.018mm2のサイズの20個以下の微小特徴部、0.018~0.05mm2のサイズの10個以下の微小特徴部が存在し、0.05~0.1mm2のサイズの微小特徴部は、存在しない。
半径0~20mmの前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハの中央領域には、0.002~0.008mm2のサイズの5個以上の微小特徴部および0.008~0.018mm2のサイズの1個以上の微小特徴部が存在し、0.018~0.05mm2のサイズの微小特徴部および0.05~0.1mm2のサイズの微小特徴部が存在せず、かつ
半径20~40mmの前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハの外側領域には、0.002~0.008mm2のサイズの10個以上の微小特徴部および0.008~0.018mm2のサイズの2個以上の微小特徴部が存在し、0.018~0.05mm2のサイズの微小特徴部および0.05~0.1mm2のサイズの微小特徴部が存在しない。
少なくとも1900Wm-1K-1の熱伝導率、好ましくは、少なくとも2000Wm-1K-1(オプションとして2200Wm-1K-1以下)、
多結晶CVDダイヤモンドウェーハの成長フェースが引張り状態にある場合、少なくとも400MPa(オプションとして1000MPa以下)の破断強度、および多結晶CVDダイヤモンドウェーハの核形成フェースが引張り状態にある場合、少なくとも800MPa(オプションとして、1400MPa)の破断強度、および
前面および後面が15nm未満の二乗平均粗さまで研磨されている場合、1mm~1.5mmのサンプル厚さについて10.6μmにおいて、1%以下、0.5%以下、または0.1%以下の前方半球における全積分散乱率。
・多結晶ダイヤモンドウェーハを平坦化して両面を研磨しなければならない。研削段階から残っている表面模様が測定の際に含まれている場合、手順は、微小特徴部密度の不正確な表示を与えることになる。
・研磨に続き、ウェーハは、徹底的に清浄化されるべきであり、その結果、表面からは粒子、残留グルーまたは他の汚染物がなくなるようにする。
・清浄なダストのないウェーハを明視野伝送モード照明方式の高解像度画像化システム(理想的には1インチあたり4800×4800個以上の画素または1mmあたり189×189個以上の画素)の清浄なプラテン上の中央に配置する。
・画像をプレビューしてこれら画像を所望の領域に合わせてトリミングした後、以下のパラメータを用いて画像を捕捉する。
8ビットグレースケール(256階調)
高解像度(1インチあたり4800×4800個の画素)
伝送モード
捕捉した画像を.tiff(TIFF形式)のファイルとして保存する。
・最大解像度の8ビット.tiffファイルを画像分析ソフトウェアスイート、例えばImageJ中にアップロードする。
・画像スケール変更(画素/インチまたは画素/mm)を画像捕捉の際に用いられる手順に従って利用する。
・元の画像をトリミングしてウェーハの特定の領域を隔離するのが良い。次に、これらを必要ならば別々に分析するのが良い。
・各トリミングされた画像に関し、グレースケールしきい値処理を利用して微細特徴部(暗い、非透明の領域)を透明なバックグラウンドから隔離する。
・各しきい値画素またはそのクラスタ(微小特徴部)を「粒子」として扱い、粒子の数をこれらの面積と一緒に画素の個数に従って計算する。
・各トリミングされた画像に関する出力データは、各々がその関連の面積測定値(mm2)を備えた粒子のリストを含む。
・各トリミングされた画像に関し、粒子面積のリストをデータ取り扱いソフトウェアパッケージ、例えばMS Excelスプレッドシートテンプレートにコピーする。
・測定した粒子面積のリスト全体をデータ拡散または任意のあらかじめ規定された仕様に従って適当に間隔を置いて位置するビンを備えたヒストグラムにコンパイルする。
Claims (8)
- 多結晶化学気相成長(CVD)ダイヤモンドウェーハであって、
40mm以上、100mm以下の直径、
1.0mm以上、1.5mm以下の厚さ、
10.6μmにおいて、0.1cm-1以下の吸収係数、および
以下の仕様を満たす微小特徴部密度を有し、
半径0~20mmの前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハの中央領域には、0.002~0.008mm 2 のサイズの50個以下の微小特徴部、0.008~0.018mm 2 のサイズの10個以下の微小特徴部および0.018~0.05mm 2 のサイズの5個以下の微小特徴部が存在し、0.05~0.1mm 2 のサイズの微小特徴部が存在せず、かつ
半径20~40mmの前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハの外側領域には、0.002~0.008mm 2 のサイズの100個以下の微小特徴部、0.008~0.018mm 2 のサイズの20個以下の微小特徴部および0.018~0.05mm 2 のサイズの10個以下の微小特徴部が存在し、0.05~0.1mm 2 のサイズの微小特徴部が存在しない、多結晶CVDダイヤモンドウェーハ。 - 前記吸収係数は、10.6μmにおいて、0.09cm-1以下である、請求項1記載の多結晶CVDダイヤモンドウェーハ。
- 前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハの直径は、50mm以上である、請求項1または2に記載の多結晶CVDダイヤモンドウェーハ。
- 前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハの厚さは、1.1mm以上である、請求項1~3のうちいずれか一に記載の多結晶CVDダイヤモンドウェーハ。
- 前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハは、少なくとも1900Wm-1K-1の熱伝導率を有する、請求項1~4のうちいずれか一に記載の多結晶CVDダイヤモンドウェーハ。
- 前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハは、前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハの成長フェースが引張り状態にある場合、少なくとも400MPaの破断強度を有し、前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハの核形成フェースが引張り状態にある場合、少なくとも800MPaの破断強度を有する、請求項1~5のうちいずれか一に記載の多結晶CVDダイヤモンドウェーハ。
- 前記多結晶CVDダイヤモンドウェーハは、電子常磁性共鳴分光分析法(EPR)で測定して500ppbから600ppbまでの範囲にある窒素濃度を有する、請求項1~6のうちいずれか一に記載の多結晶CVDダイヤモンドウェーハ。
- 前方半球における全積分散乱率は、前面および後面が15nm未満の二乗平均粗さまで研磨されている場合、1mmのサンプル厚さについて10.6μmにおいて、1%以下である、請求項1~7のうちいずれか一に記載の多結晶CVDダイヤモンドウェーハ。
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