JP7362166B2 - ダイヤモンド複合材及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本願は、2020年5月29日に日本に出願された特願2020-094917号、及び、2020年11月19日に日本に出願された特願2020-192739号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明のダイヤモンド複合材によれば、多結晶ダイヤモンド基板を含むダイヤモンド複合材を提供できる。
図1(a)は、本発明の第1実施形態に係るダイヤモンド複合材を示す断面模式図である。図1(b)は、第1基材及びダイヤモンドからなる第2基材の接合界面近傍の結合状態を原子スケールで模式的に示した図である。
図2は、第1基材としてSi基板を用い、Si基板と第2基材を構成するダイヤモンド(100)表面との接合界面近傍の断面TEM像であり、(a)はSi基板の原子像を強調するモード、(b)は、ダイヤモンドの原子像を強調するモードで得たものである。なお、この断面TEM像は後述する実施例2で得られたダイヤモンド複合材の断面TEM像である。
M-O-C結合が形成されていることは、例えばフーリエ変換赤外分光法(Fourier transform infrared spectroscope:FT-IR)によって確認できる。
第1基材10は、表面に元素Mの酸化物層10aを備え、元素Mを組成に含む基材である。かかる基材としては、元素MまたはM化合物を主成分とし、表面に熱酸化膜または自然酸化膜MOxが形成された基材でもよいし、MOxを主成分とする基材、またはMOxから構成されている基材でもよい。元素MまたはM化合物を主成分とし、表面に熱酸化膜または自然酸化膜MOxが形成された基材としては、Si基材、SiC基材、SiN基材、Ge基材、GaAs基材、GaN基材、InP基材、Cu基材、Al基材、AlN基材、Ti基材、またはTiN基材などが挙げられる。MOxから構成されている基材としては、SiO2基材、Ga2O3基材、Al2O3基材、CuO基材、またはTiO2基材などが挙げられる。また、基材は、単結晶構造でもよいし、多結晶構造でもよい。
MはSi、Ti、Al、Cu、In、およびGaの一種以上であることが好ましい。表面にこれらの酸化物層MOxを備える基材は、ダイヤモンド結晶の(100)表面の少なくとも一部のCとM-O-Cの結合(図1(b)参照)によって、ダイヤモンドと接合しやすいからである。また、Si、Ti、Al、Cu、In、およびGaを備える基材は各種分野で使用されており、この各種分野で使用されている基材にダイヤモンドの特性を付与できるからである。
第2基材20は、ダイヤモンドからなる。第2基材20の、第1基材10との接合面は(100)表面である。
第2基材20は、接合面が(100)表面を有するダイヤモンドからなるものであればよい。例えば、第2基材20全体が単結晶ダイヤモンドからなるものでもよいし、(100)表面を有する表面層だけが単結晶ダイヤモンド薄膜であってその下の層や基材が多結晶ダイヤモンド、ホモエピタキシャルダイヤモンド、ヘテロエピタキシャルダイヤモンド等であってよい。
また、単結晶ダイヤモンドあるいは表面の単結晶ダイヤモンド層は本発明の効果を奏する範囲で不純物を含有してもよい。
本実施形態のダイヤモンド複合材は、各種分野に応用できる。例えば、電子装置に適用できる。図3に示す電子装置は、本実施形態のダイヤモンド複合材を有し、ダイヤモンド結晶(ダイヤモンド基材(第2基材))は層形状である。また、ダイヤモンド結晶の一方の面が第1基材の表面に接合されており、ダイヤモンド結晶の他方の面には電子部材を備えている。
本発明の第2実施形態に係るダイヤモンド複合材は、図1に示した第1実施形態に係るダイヤモンド複合材100において、第2基材20が多結晶ダイヤモンドからなる以外は、ダイヤモンド複合材100と同様である。
図1に示したダイヤモンド複合材100を用いて、第2実施形態に係るダイヤモンド複合材を説明すると、ダイヤモンド複合材100は、表面に元素Mの酸化物層10aを備え、元素Mを組成に含む第1基材10と、酸化物層10aに接合されている多結晶ダイヤモンドからなる第2基材20とを有するとなる。
また、多結晶ダイヤモンドは本発明の効果を奏する範囲で不純物を含有してもよい。
本発明の一実施形態に係るダイヤモンド複合材の製造方法は、第1基材とダイヤモンドからなる第2基材とを備えるダイヤモンド複合材であって、第1基材と第2基材とがダイヤモンドの(100)表面で接合されたダイヤモンド複合材(上述した本発明に係るダイヤモンド複合材)を製造することができる。また、本発明の一実施形態に係るダイヤモンド複合材の製造方法は、第1基材とダイヤモンドからなる第2基材とを備えるダイヤモンド複合材であって、第1基材と第2基材とがダイヤモンドの(111)表面で接合されたダイヤモンド複合材を製造することができる。
この製造方法で製造されるダイヤモンドの(111)表面で接合されたダイヤモンド複合材においては、ダイヤモンドの(100)表面で接合されたダイヤモンド複合材(上述した本発明に係るダイヤモンド複合材)で用いることができる第1基材を用いることができる。また、この製造方法で製造されるダイヤモンドの(111)表面で接合されたダイヤモンド複合材は、第2基材を構成するダイヤモンドの(111)表面の少なくとも一部のC原子がM-O-C結合されることによって、第2基材が第1基材の酸化物層に接合されている。
第1ヒドロキシ化工程は、表面に元素Mの酸化物層MOxを備え、元素Mを組成に含む第1基材の酸化物層の表面の少なくとも一部にOH基を導入する工程である。
第1基材の酸化物層MOxは大気中で自然に形成された自然酸化膜でも、加熱等により形成された酸化膜でもよい。
第1基材の酸化物層の表面の少なくとも一部へのOH基の導入は、酸素プラズマ照射によって行うことができる。例えば、第1基材がSi基板である場合、Si-OHを表面に備える第1基材は、自然酸化膜SiO2または熱酸化膜SiO2に酸素プラズマを照射することによって得られる。
第2ヒドロキシ化工程は、ダイヤモンドからなる第2基材の(100)表面又は(111)表面をアンモニアと過酸化水素の混合液(NH3/H2O2/H2O)で処理して、ダイヤモンドからなる第2基材の(100)表面又は(111)表面の少なくとも一部のCにOH基を導入する工程である。この工程はアンモニアと過酸化水素の混合液(NH3/H2O2/H2O)に限らず、表面残留物が少ない酸化性液体を使って行うことができる。
第1基材のOH基が導入された表面と、第2基材のOH基が導入された、ダイヤモンドの(100)表面又は(111)表面とを接触させる工程(図5(b))と、接触させた前記第1基材及び前記第2基材のダイヤモンド複合材に活性化エネルギーを付与して脱水反応を行う脱水工程(図5(c))と、を有する。
この接合工程における活性化エネルギーは非特許文献1、2の手法に比べて小さく、200℃程度の加熱にて接合を達成できる。
具体的には、この変形例のダイヤモンドの(110)表面で接合されたダイヤモンド複合材の製造方法の一例は、表面に元素Mの酸化物層MOxを備え、元素Mを組成に含む第1基材の前記酸化物層の表面の少なくとも一部にOH基を導入する第1ヒドロキシ化工程と、ダイヤモンドからなる第2基材の(110)表面をアンモニアと過酸化水素の混合液で処理して、前記(110)表面の少なくとも一部のC原子にOH基を導入する第2ヒドロキシ化工程と、前記第1基材のOH基が導入された表面と、前記第2基材のOH基が導入された、(110)表面とを接触させる工程と、接触させた前記第1基材及び前記第2基材に活性化エネルギーを付与して脱水反応を行う脱水工程と、を有し、前記Mが、酸化物を形成できる金属元素(ただし、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く)、Si、Ge、As、Se、Sb、Te、およびBiの一種以上である。
第2実施形態に係るダイヤモンド複合材の製造方法は、上述の第1ヒドロキシ化工程において、第1基材の酸化物層の表面の少なくとも一部へのOH基導入を、酸素プラズマ照射ではなく、アンモニアと過酸化水素の混合液(NH3/H2O2/H2O)に浸漬することによって行う点が、第1実施形態に係るダイヤモンド複合材の製造方法と異なるところである。
この製造方法で製造されるダイヤモンドの(111)表面で接合されたダイヤモンド複合材においては、ダイヤモンドの(100)表面で接合されたダイヤモンド複合材(上述した本発明に係るダイヤモンド複合材)で用いることができる第1基材を用いることができる。また、この製造方法で製造されるダイヤモンドの(111)表面で接合されたダイヤモンド複合材は、第2基材を構成するダイヤモンドの(111)表面の少なくとも一部のC原子がM-O-C結合されることによって、第2基材が第1基材の酸化物層に接合されている。
具体的には、この変形例のダイヤモンドの(110)表面で接合されたダイヤモンド複合材の製造方法の他の例は、表面に元素Mの酸化物層MOxを備え、元素Mを組成に含む第1基材の前記酸化物層の表面をアンモニアと過酸化水素の混合液で処理して前記表面の少なくとも一部にOH基を導入する第1ヒドロキシ化工程と、ダイヤモンドからなる第2基材の(110)表面を酸化性液体で処理して、前記(110)表面の少なくとも一部のC原子にOH基を導入する第2ヒドロキシ化工程と、前記第1基材のOH基が導入された表面と、前記第2基材のOH基が導入された、ダイヤモンドの(110)表面とを接触させる工程と、接触させた前記第1基材及び前記第2基材に脱水化エネルギーを付与して脱水反応を行う脱水工程と、を有し、前記Mが、酸化物を形成できる金属元素(ただし、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く)、Si、Ge、As、Se、Sb、Te、およびBiの一種以上である。
本発明の第3実施形態に係るダイヤモンド複合材の製造方法は、表面に元素Mの酸化物層MOxを備え、元素Mを組成に含む第1基材の前記酸化物層の表面の少なくとも一部にOH基を導入する第1ヒドロキシ化工程と、多結晶ダイヤモンドからなる第2基材の表面をアンモニアと過酸化水素の混合液で処理して、前記表面の少なくとも一部のC原子にOH基を導入する第2ヒドロキシ化工程と、前記第1基材のOH基が導入された表面と、前記第2基材のOH基が導入された多結晶ダイヤモンドの表面とを接触させる工程と、接触させた前記第1基材及び前記第2基材に活性化エネルギーを付与して脱水反応を行う脱水工程と、を有し、前記Mが、酸化物を形成できる金属元素(ただし、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く)、Si、Ge、As、Se、Sb、Te、およびBiの一種以上である。
この製造方法における、第1ヒドロキシ化工程、第2ヒドロキシ化工程及び接合工程(表面同士の接触工程及び脱水工程)は、第1実施形態に係るダイヤモンド複合材の製造方法における第1ヒドロキシ化工程、第2ヒドロキシ化工程及び接合工程(表面同士の接触工程及び脱水工程)と同様に行うことができる。
図13に、図5に倣って本実施形態に係るダイヤモンド複合材の製造方法の各工程を図示する。図5に示した工程と異なるのは、本実施形態で用いる第2基材が多結晶ダイヤモンドであることだけである。
必要に応じて、多結晶ダイヤモンドの接合面の平滑性を高めるために、接合面を物理的又は化学的な研磨を行ってもよい。様々な結晶面包囲方位が混在する多結晶ダイヤモンド基板は通常の研磨方式での表面平滑化が困難である。そのため、鉄やニッケルといった金属定盤と過酸化水素水といった酸化剤薬液を用いて、ダイヤモンドと金属定盤の接点近傍に短寿命の酸化性ラジカルを精製して平滑化を行う。
本発明の第4実施形態に係るダイヤモンド複合材の製造方法は、表面に元素Mの酸化物層MOxを備え、元素Mを組成に含む第1基材の前記酸化物層の表面をアンモニアと過酸化水素の混合液で処理して前記表面の少なくとも一部にOH基を導入する第1ヒドロキシ化工程と、多結晶ダイヤモンドからなる第2基材の表面をアンモニアと過酸化水素の混合液で処理して、前記表面の少なくとも一部のC原子にOH基を導入する第2ヒドロキシ化工程と、前記第1基材のOH基が導入された表面と、前記第2基材のOH基が導入された多結晶ダイヤモンドの表面とを接触させる工程と、接触させた前記第1基材及び前記第2基材に活性化エネルギーを付与して脱水反応を行う脱水工程と、を有し、前記Mが、酸化物を形成できる金属元素(ただし、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く)、Si、Ge、As、Se、Sb、Te、およびBiの一種以上である。
この製造方法における、第1ヒドロキシ化工程、第2ヒドロキシ化工程及び接合工程(表面同士の接触工程及び脱水工程)は、第2実施形態に係るダイヤモンド複合材の製造方法における第1ヒドロキシ化工程、第2ヒドロキシ化工程及び接合工程(表面同士の接触工程及び脱水工程)と同様に行うことができる。
図14に、図6に倣って本実施形態に係るダイヤモンド複合材の製造方法の各工程を図示する。図6に示した工程と異なるのは、本実施形態で用いる第2基材が多結晶ダイヤモンドであることだけである。
(1)ダイヤモンド複合材の作製
(実施例1)
28%アンモニア水10mL、35%過酸化水素水10mL, 純水50mLからなる温度75℃の混合液に、(100)表面を備えるダイヤモンド基板(EDP社、5mm×5mm)を10分間浸漬した。
また厚さ1nmの自然酸化膜を表面に備える単結晶Si基板(松崎製作所社、T4APX、直径100mm)のSiO2膜表面を、圧力60Pa、出力200Wの高純度酸素プラズマで30秒間処理した。プラズマ処理したSi基板のSiO2膜、すなわちSi-OHを備えるSi基板(第1基板)の表面と、ダイヤモンド基板(第2基板)の(100)表面とを大気中で接触させ、密閉容器内で乾燥剤とともに3日間保管した。
その後、温度250℃で24時間加熱してダイヤモンド複合材を得た。
混合液に(100)表面を備えるダイヤモンド基板を浸漬する温度が常温であること以外は、実施例1と同じ条件でダイヤモンド複合材を得た。
(100)表面を備えるダイヤモンド基板を浸漬する混合液が、98%硫酸20mL, 35%過酸化水素水5mLからなる混合液であった以外は実施例1と同じ条件でダイヤモンド複合材を得た。
ニュートンリング観察とせん断強度測定を行った。
図7に実施例1、2及び比較例1で得たダイヤモンド複合材についてニュートンリングを観察した結果を示す。図7(a)~(c)は順に実施例1、実施例2、比較例1の結果である。
図7(a)及び図7(b)はいずれもニュートンリングが観察されず、ほぼ全面で接合されていることがわかる。
それぞれせん断強度は、8.93kgf(=87.5N)、9.14kgf(=89.6N)であった。基板のサイズが5mm×5mmなので、これらの大きさは単位面積(cm2)あたりの大きさに換算すると、それぞれ3.50MPa、3.58MPaに相当する。
一方、図7(c)は全体にニュートンリングが観察され、接合がされていないことがわかる。せん断強度測定では、0.2kgf(=1.96N)未満であった。基板のサイズが5mm×5mmなので、この大きさは0.078MPa未満に相当する。
以上の通り、比較例1では、せん断強度は0.1MPa未満であったが、実施例1及び2では、せん断強度はいずれも1MPa以上であった。せん断強度は2MPa以上であることが好ましく、3MPa以上であることがより好ましく、実施例1及び2のように、3.5MPa以上であることがより好ましい。
(実験例1:アンモニアと過酸化水素の混合液を用いた場合)
実験例1用のダイヤモンド複合材は以下のように得た。
28%アンモニア水10mL, 35%過酸化水素水10mL, 純水50mLからなる温度75℃の混合液に、(111)表面を備えるダイヤモンド基板(EDP社、3mm×3mm)を10分間浸漬した。
厚さ300nmの熱酸化SiO2膜を表面に備える単結晶Si基板(松崎製作所社、T4APX、直径100mm)のSiO2膜表面を、圧力60Pa、出力200Wの高純度酸素プラズマで30秒間処理した。
プラズマ処理したSi基板のSiO2膜、すなわちSi-OHを備えるSi基板の表面と、ダイヤモンド基板の(111)表面を大気中で接触させ、密閉容器内で乾燥剤とともに3日間保管した。
その後、温度200℃で24時間加熱してダイヤモンド複合材を得た。
98%硫酸20mL, 35%過酸化水素水5mLからなる温度75℃の混合液を用いた以外は、実験例1と同じ条件で実験例2用のダイヤモンド複合材を得た。
98%硫酸20mL, 35%過酸化水素水5mLからなる温度75℃の混合液に、(111)表面を備えるダイヤモンド基板(EDP社、3mm×3mm)を10分間浸漬した後、さらに28%アンモニア水10mL, 35%過酸化水素水10mL、純水50mLからなる温度75℃の混合液に10分間浸漬した以外は、実験例1と同じ条件で実験例3用のダイヤモンド複合材を得た。
図8に実験例1及び実験例2で得たダイヤモンド複合材についてニュートンリングを観察した結果を示す。図8(a)は実験例1、図8(b)は実験例2の結果である。
図8(a)及び図7(b)はいずれもニュートンリングが観察されず、ほぼ全面で良好に接合されていることがわかる。
実験例1及び実験例2について3個のサンプルで測定し、実験例3については2個のサンプルで測定を行った。
図9に示した結果から、せん断強度は実験例1~実験例3の順に、11~28kgf(=107.8~274.4N)、7~10kgf(=68.6~98.0N)、11~22kgf(=107.8~215.6N)であった。基板のサイズが3mm×3mmなので、これらの大きさはそれぞれ12.00~30.49MPa、7.62~10.89MPa、12.00~23.95MPaに相当する。
アンモニアと過酸化水素の混合液を用いた方がせん断強度が向上していた。
アンモニアと過酸化水素の混合液を用いた方が硫酸と過酸化水素の混合液を用いた場合よりせん断強度が向上していたのは、表面に硫黄化合物がないことによると考えられる。
また、比較例1のダイヤモンド複合材において、接合がされていなかった理由は以下のように考えられる。ダイヤモンド基板の(100)表面で接合させる場合には形成されるOH基の割合が少なく、硫黄酸化物による接合の阻害の影響がダイヤモンド基板の(111)表面で接合させる場合よりも大きいことである。
(実験例4:アンモニアと過酸化水素の混合液で処理した場合)
実験例4用のダイヤモンド複合材は以下のように得た。
28%アンモニア水10mL、35%過酸化水素水10mL、純水50mLからなる温度75℃の混合液に、(111)表面を備えるダイヤモンド基板(EDP社、3mm×3mm)を10分間浸漬した。
また28%アンモニア水10mL、35%過酸化水素水10mL、純水50mLからなる常温の混合液に、厚さ1nmの自然酸化膜を表面に備える単結晶Si基板(松崎製作所社、T4APX、直径100mm)を10分間浸漬した。
浸漬したSi基板のSiO2膜、すなわちSi-OHを備えるSi基板の表面と、ダイヤモンド基板の(111)表面とを大気中で接触させ、密閉容器内で乾燥剤とともに3日間保管した。
その後、温度200℃で24時間加熱してダイヤモンド複合基板を得た。
28%アンモニア水10mL, 35%過酸化水素水10mL, 純水50mLからなる温度75℃の混合液に、(111)表面を備えるダイヤモンド基板(EDP社、3mm×3mm)を10分間浸漬した。
また厚さ1nmの自然酸化膜を表面に備える単結晶Si基板(松崎製作所社、T4APX、直径100mm)のSiO2膜表面を、圧力60Pa、出力200Wの高純度酸素プラズマで30秒間処理した。
プラズマ処理したSi基板のSiO2膜、すなわちSi-OHを備えるSi基板の表面と、ダイヤモンド基板の(111)表面とを大気中で接触させ、密閉容器内で乾燥剤とともに3日間保管した。
その後、温度250℃で24時間加熱して複合体を得た。
図12(a)及び図12(b)はいずれもニュートンリングが観察されず、ほぼ全面で良好に接合されていることがわかる。
それぞれせん断強度は、10kgf(=98N)、18kgf(=176.4N)であった。基板のサイズが3mm×3mmなので、これらの大きさはそれぞれ10.89MPa、19.6MPaに相当する。
以上の結果から、第1ヒドロキシ化工程において、酸素プラズマ照射を用いずに、アンモニアと過酸化水素の混合液による処理を用いても、十分な接合が得られることがわかった。この場合、酸素プラズマ照射を用いた場合に比べて、第1ヒドロキシ化工程を簡易化することができる。
(実施例3)
28%アンモニア水10mL、35%過酸化水素水10mL、純水50mLからなる温度75℃の混合液に、多結晶ダイヤモンド基板を10分間浸漬した。多結晶ダイヤモンド基板は、CVD法によってSi基板上に厚さ0.5mm程度の多結晶ダイヤモンド層を形成し、機械的にSi基板を剥離することによって得た。さらに多結晶ダイヤモンド基板の、第1基板と接合する面は酸化性液体を用いた研磨によって平坦化した。
また、厚さ1nmの自然酸化膜を表面に備える単結晶Si基板(松崎製作所社、T4APX、直径100mm、厚さ0.4mm)のSiO2膜表面を、圧力60Pa、出力200Wの高純度酸素プラズマで30秒間処理した。プラズマ処理したSi基板のSiO2膜、すなわちSi-OHを備えるSi基板(第1基板)の表面と、多結晶ダイヤモンド基板(第2基板)の表面を大気中で接触させ、密閉容器内で乾燥剤とともに3日間保管した。
その後、温度250℃で24時間加熱してダイヤモンド複合材を得た。
ニュートンリングは観察されなかった。基板端部(図15において右下)に表面形状に起因する非接合部分が存在し明るく見えるものの、ほぼ全面(9割以上)で良好な接合が得られていることがわかる。
なお、ニュートンリングが観察されない点は実施例1及び2と同様であり、アンモニアと過酸化水素の混合液に多結晶ダイヤモンド基板を浸漬する温度が常温である場合も良好な接合が得られる。
顕微鏡像観察から、数100μm程度の大きさの結晶粒が表面に密に配置しているのがわかる。
多結晶ダイヤモンドの表面を構成している結晶粒のうち、Si基板と直接接合している結晶粒は暗く見える。一方、接合しておらずダイヤモンド基板とSi基板との間にギャップ(隙間)がある結晶粒は明るく見える。これは、界面にギャップがあると反射が異なるからである。これより、結晶粒レベルで接合が形成されていることが分かる。
28%アンモニア水10mL、35%過酸化水素水10mL、純水50mLからなる温度75℃の混合液に、多結晶ダイヤモンド基板を10分間浸漬した。多結晶ダイヤモンド基板は、CVD法によってSi基板上に厚さ0.5mm程度の多結晶ダイヤモンド層を形成し、機械的にSi基板を剥離することによって得た。さらに多結晶ダイヤモンド基板の、第1基板との接合面は酸化性液体を用いた研磨によって平坦化した。
また、厚さ1nmの自然酸化膜を表面に備える単結晶Si基板(松崎製作所社、T4APX、直径100mm、厚さ0.4mm)のSiO2膜表面に20nm厚のTi膜をスパッタ成膜したTiO2表面を、圧力60Pa、出力200Wの高純度酸素プラズマで30秒間処理した。プラズマ処理したSi基板のTiO2膜、すなわちTi-OHを備えるSi基板(第1基板)と、多結晶ダイヤモンド基板(第2基板)の表面とを大気中で接触させ、密閉容器内で乾燥剤とともに3日間保管した。
その後、温度250℃で24時間加熱してダイヤモンド複合材を得た。
6割以上の部分に非接合部に由来するニュートンリングが見えるものの、それ以外の部分はニュートンリングが見えずに良好な接合が得られていることが分かる。実施例4は良好な接合が得られるか否かを行うための予備的なものであり、表面の平滑化処理を行うことにより接合面積が拡大できる。
10a 酸化物層
20 第2基材
100 ダイヤモンド複合材
Claims (12)
- 表面に元素Mの酸化物層MOxを備え、元素Mを組成に含む第1基材と、前記酸化物層に接合されているダイヤモンドからなる第2基材とを有し、
前記Mが、酸化物を形成できる金属元素(ただし、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く)、Si、Ge、As、Se、Sb、Te、およびBiの一種以上であり、
前記第2基材を構成するダイヤモンドの(100)表面の少なくとも一部のC原子がM-O-C結合されることによって、前記第2基材が前記第1基材の前記酸化物層に接合されている、ダイヤモンド複合材。 - 請求項1に記載のダイヤモンド複合材において、
前記MがSi、Ti、Al、Cu、In、およびGaの一種以上である、ダイヤモンド複合材。 - 請求項1または2に記載のダイヤモンド複合材において、
前記第1基材がヒートシンクまたはヒートスプレッダーである、ダイヤモンド複合材。 - 請求項1または2に記載のダイヤモンド複合材を有し、
前記第2基材を構成するダイヤモンドの(100)表面が前記第1基材の前記酸化物層に接合されており、
前記第2基材の前記第1基材が接合されていない側の面に形成された電子部材をさらに有する電子装置。 - 請求項1または2に記載のダイヤモンド複合材を有し、
前記第1基材の前記酸化物層が前記第2基材を構成するダイヤモンドの(100)表面に接合されており、
前記第1基材の前記第2基材が接合されていない側の面に形成された電子部材をさらに有する電子装置。 - 表面に元素Mの酸化物層MOxを備え、元素Mを組成に含む第1基材と、前記酸化物層に接合されている多結晶ダイヤモンドからなる第2基材とを有し、前記Mが、酸化物を形成できる金属元素(ただし、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く)、Si、Ge、As、Se、Sb、Te、およびBiの一種以上であり、前記第2基材を構成する多結晶ダイヤモンドの表面の少なくとも一部のC原子がM-O-C結合されることによって、前記第2基材が前記第1基材の前記酸化物層に接合されている、ダイヤモンド複合材ダイヤモンド複合材において、
前記第1基材がヒートシンクまたはヒートスプレッダーである、ダイヤモンド複合材。 - ダイヤモンドからなる基材の(100)表面又は(111)表面をアンモニアと過酸化水素の混合液で処理して、前記(100)表面又は(111)表面の少なくとも一部のCにOH基を導入する、ダイヤモンドからなる基材表面のヒドロキシ化方法。
- 多結晶ダイヤモンドの表面をアンモニアと過酸化水素の混合液で処理して、前記表面の少なくとも一部のCにOH基を導入する、ダイヤモンドからなる基材表面のヒドロキシ化方法。
- 表面に元素Mの酸化物層MOxを備え、元素Mを組成に含む第1基材の前記酸化物層の表面の少なくとも一部にOH基を導入する第1ヒドロキシ化工程と、
ダイヤモンドからなる第2基材の(100)表面又は(111)表面をアンモニアと過酸化水素の混合液で処理して、前記(100)表面又は(111)表面の少なくとも一部のC原子にOH基を導入する第2ヒドロキシ化工程と、
前記第1基材のOH基が導入された表面と、前記第2基材のOH基が導入された、ダイヤモンドの(100)表面又は(111)表面とを接触させる工程と、
接触させた前記第1基材及び前記第2基材に活性化エネルギーを付与して脱水反応を行う脱水工程と、を有し、
前記Mが、酸化物を形成できる金属元素(ただし、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く)、Si、Ge、As、Se、Sb、Te、およびBiの一種以上である、ダイヤモンド複合材の製造方法。 - 表面に元素Mの酸化物層MOxを備え、元素Mを組成に含む第1基材の前記酸化物層の表面の少なくとも一部にOH基を導入する第1ヒドロキシ化工程と、
多結晶ダイヤモンドからなる第2基材の表面をアンモニアと過酸化水素の混合液で処理して、前記表面の少なくとも一部のC原子にOH基を導入する第2ヒドロキシ化工程と、
前記第1基材のOH基が導入された表面と、前記第2基材のOH基が導入された多結晶ダイヤモンドの表面とを接触させる工程と、
接触させた前記第1基材及び前記第2基材に活性化エネルギーを付与して脱水反応を行う脱水工程と、を有し、
前記Mが、酸化物を形成できる金属元素(ただし、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く)、Si、Ge、As、Se、Sb、Te、およびBiの一種以上である、ダイヤモンド複合材の製造方法。 - 表面に元素Mの酸化物層MOxを備え、元素Mを組成に含む第1基材の前記酸化物層の表面をアンモニアと過酸化水素の混合液で処理して前記表面の少なくとも一部にOH基を導入する第1ヒドロキシ化工程と、
ダイヤモンドからなる第2基材の(100)表面又は(111)表面を酸化性液体で処理して、前記(100)表面又は(111)表面の少なくとも一部のC原子にOH基を導入する第2ヒドロキシ化工程と、
前記第1基材のOH基が導入された表面と、前記第2基材のOH基が導入された、ダイヤモンドの(100)表面又は(111)表面とを接触させる工程と、
接触させた前記第1基材及び前記第2基材に脱水化エネルギーを付与して脱水反応を行う脱水工程と、を有し、
前記Mが、酸化物を形成できる金属元素(ただし、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く)、Si、Ge、As、Se、Sb、Te、およびBiの一種以上である、ダイヤモンド複合材の製造方法。 - 表面に元素Mの酸化物層MOxを備え、元素Mを組成に含む第1基材の前記酸化物層の表面をアンモニアと過酸化水素の混合液で処理して前記表面の少なくとも一部にOH基を導入する第1ヒドロキシ化工程と、
多結晶ダイヤモンドからなる第2基材の表面を酸化性液体で処理して、前記表面の少なくとも一部のC原子にOH基を導入する第2ヒドロキシ化工程と、
前記第1基材のOH基が導入された表面と、前記第2基材のOH基が導入された、多結晶ダイヤモンドの表面とを接触させる工程と、
接触させた前記第1基材及び前記第2基材に脱水化エネルギーを付与して脱水反応を行う脱水工程と、を有し、
前記Mが、酸化物を形成できる金属元素(ただし、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く)、Si、Ge、As、Se、Sb、Te、およびBiの一種以上である、ダイヤモンド複合材の製造方法。
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