JPH04304375A - ダイヤモンド状薄膜の合成装置 - Google Patents
ダイヤモンド状薄膜の合成装置Info
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- JPH04304375A JPH04304375A JP3069728A JP6972891A JPH04304375A JP H04304375 A JPH04304375 A JP H04304375A JP 3069728 A JP3069728 A JP 3069728A JP 6972891 A JP6972891 A JP 6972891A JP H04304375 A JPH04304375 A JP H04304375A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の応用分野】本発明は、炭化水素ガスのイオン
化粒子によってダイヤモンド状薄膜を合成する合成装置
に関するものである。
化粒子によってダイヤモンド状薄膜を合成する合成装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンド状薄膜はダイヤモンドに近
い物理特性を有することから、各種電子デバイスに応用
されつつある。ダイヤモンド状薄膜の合成装置について
は既に各種のものが開示されている。中でも、例えば特
開昭６０−６５７９６号公報に開示されているダイヤモ
ンド状薄膜の合成装置は、比較的簡単な装置構成でダイ
ヤモンド状薄膜が合成できるものである。
い物理特性を有することから、各種電子デバイスに応用
されつつある。ダイヤモンド状薄膜の合成装置について
は既に各種のものが開示されている。中でも、例えば特
開昭６０−６５７９６号公報に開示されているダイヤモ
ンド状薄膜の合成装置は、比較的簡単な装置構成でダイ
ヤモンド状薄膜が合成できるものである。
【０００３】図３は、前記特開昭６０−６５７９６号公
報に記載のダイヤモンド状薄膜の合成装置の概略構成図
である。この従来例では真空容器２６にエチレンガス２
７を供給した後、熱電子発生源２８を熱電子発生源用電
源２９で通電加熱し、熱電子を発生させると同時に、こ
の熱電子を熱電子加速電極３０に熱電子加速用電源３１
で正の電位を印加することで加速し前記エチレンガスに
衝突させてエチレンガスのプラズマ（図示せず）を発生
させる。
報に記載のダイヤモンド状薄膜の合成装置の概略構成図
である。この従来例では真空容器２６にエチレンガス２
７を供給した後、熱電子発生源２８を熱電子発生源用電
源２９で通電加熱し、熱電子を発生させると同時に、こ
の熱電子を熱電子加速電極３０に熱電子加速用電源３１
で正の電位を印加することで加速し前記エチレンガスに
衝突させてエチレンガスのプラズマ（図示せず）を発生
させる。
【０００４】このプラズマ中には、炭化水素ガスのイオ
ン化粒子が多数存在する。これらのイオン化粒子は、ダ
イヤモンド状薄膜を合成しようとする基体３２にイオン
化粒子加速電源３３で負の電位を印加すると、基体３２
上に堆積し、ダイヤモンド状薄膜が合成される。
ン化粒子が多数存在する。これらのイオン化粒子は、ダ
イヤモンド状薄膜を合成しようとする基体３２にイオン
化粒子加速電源３３で負の電位を印加すると、基体３２
上に堆積し、ダイヤモンド状薄膜が合成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが前記従来のダ
イヤモンド状薄膜の合成装置では、以下に示すような課
題があった。即ち、合成条件にもよるが、真空容器２６
でスパーク状の異常放電が発生しやすく、場合によって
はダイヤモンド状薄膜を安定に合成することが困難とな
ることもあるということである。
イヤモンド状薄膜の合成装置では、以下に示すような課
題があった。即ち、合成条件にもよるが、真空容器２６
でスパーク状の異常放電が発生しやすく、場合によって
はダイヤモンド状薄膜を安定に合成することが困難とな
ることもあるということである。
【０００６】この主たる原因は、前記従来の技術では、
熱電子発生源２８と熱電子加速電極３０とが真空容器２
６に露出している構造のため、プラズマ（図示せず）が
真空容器２６全体に広がりやすいからである。
熱電子発生源２８と熱電子加速電極３０とが真空容器２
６に露出している構造のため、プラズマ（図示せず）が
真空容器２６全体に広がりやすいからである。
【０００７】また他の課題としては、真空容器２６のほ
とんど全体が堆積物で汚染されやすく、真空容器２６の
清浄作業等のメンテナンスが煩雑となることである。そ
の主たる原因は、やはり前記のごとくプラズマが真空容
器２６全体に広がりやすいからである。
とんど全体が堆積物で汚染されやすく、真空容器２６の
清浄作業等のメンテナンスが煩雑となることである。そ
の主たる原因は、やはり前記のごとくプラズマが真空容
器２６全体に広がりやすいからである。
【０００８】以上記したように従来のダイヤモンド状薄
膜の合成装置は、ダイヤモンド状薄膜の安定合成、メン
テナンス等の点で解決すべき課題があった。
膜の合成装置は、ダイヤモンド状薄膜の安定合成、メン
テナンス等の点で解決すべき課題があった。
【０００９】本発明は、これらの課題を解決するための
ダイヤモンド状薄膜の合成装置を提供することを目的と
する。
ダイヤモンド状薄膜の合成装置を提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のダイヤモンド状薄膜の合成装置は、少なく
とも炭化水素ガスを含むガスのイオン化粒子供給源と、
イオン化粒子加速手段と、基体を設置する真空容器とか
ら構成されるものであって、前記イオン化粒子供給源は
、少なくとも炭化水素ガスを含むガスの供給部と、熱電
子発生源と、熱電子加速電極とがイオン化室容器に設け
られて構成されたものである。
に、本発明のダイヤモンド状薄膜の合成装置は、少なく
とも炭化水素ガスを含むガスのイオン化粒子供給源と、
イオン化粒子加速手段と、基体を設置する真空容器とか
ら構成されるものであって、前記イオン化粒子供給源は
、少なくとも炭化水素ガスを含むガスの供給部と、熱電
子発生源と、熱電子加速電極とがイオン化室容器に設け
られて構成されたものである。
【００１１】あるいは、ダイヤモンド状薄膜の合成装置
は、少なくとも炭化水素ガスを含むガスのイオン化粒子
供給源と、イオン化粒子加速手段と、負電位電極と、基
体を設置する真空容器とから構成されるダイヤモンド状
薄膜の合成装置であって、イオン化粒子供給源が少なく
とも炭化水素ガスを含むガスの供給部と、熱電子発生源
と、熱電子加速電極とをイオン化室容器に設けて構成し
たものである。
は、少なくとも炭化水素ガスを含むガスのイオン化粒子
供給源と、イオン化粒子加速手段と、負電位電極と、基
体を設置する真空容器とから構成されるダイヤモンド状
薄膜の合成装置であって、イオン化粒子供給源が少なく
とも炭化水素ガスを含むガスの供給部と、熱電子発生源
と、熱電子加速電極とをイオン化室容器に設けて構成し
たものである。
【００１２】
【作用】かかる課題は、炭化水素ガスのプラズマを真空
容器全体では発生させず、ある程度の領域にせばめるこ
とによって解決できる。
容器全体では発生させず、ある程度の領域にせばめるこ
とによって解決できる。
【００１３】上記第１の構成によれば、熱電子発生源と
熱電子加速電極とをイオン化室容器に設けているため、
炭化水素ガスのプラズマはイオン化粒子供給源で発生し
、真空容器全体には広がりにくくなる。その結果、ダイ
ヤモンド状薄膜が安定して合成できるようになり、また
真空容器も汚染されにくくなる。
熱電子加速電極とをイオン化室容器に設けているため、
炭化水素ガスのプラズマはイオン化粒子供給源で発生し
、真空容器全体には広がりにくくなる。その結果、ダイ
ヤモンド状薄膜が安定して合成できるようになり、また
真空容器も汚染されにくくなる。
【００１４】あるいは、上記第２の構成においては、基
本的な装置構成は前記第１の構成にさらに負電位電極を
設けている。プラズマにこの負電位電極を対向させると
、プラズマ中の電子は反発され、その結果プラズマは負
電位電極により押戻される。すなわち、このような負電
位電極をイオン化粒子供給源のイオン化粒子引出し部、
もしくは基体を設置する真空容器の少なくともいずれか
一方に設置することによって、炭化水素ガスのプラズマ
を上記第１の構成に比べてさらに強力に真空容器に広が
りにくくできるようになる。従って、例えば合成速度を
増加するために熱電子発生源の温度を上昇させた場合に
おいても、プラズマが真空容器全体に広がるのを抑制で
きる。
本的な装置構成は前記第１の構成にさらに負電位電極を
設けている。プラズマにこの負電位電極を対向させると
、プラズマ中の電子は反発され、その結果プラズマは負
電位電極により押戻される。すなわち、このような負電
位電極をイオン化粒子供給源のイオン化粒子引出し部、
もしくは基体を設置する真空容器の少なくともいずれか
一方に設置することによって、炭化水素ガスのプラズマ
を上記第１の構成に比べてさらに強力に真空容器に広が
りにくくできるようになる。従って、例えば合成速度を
増加するために熱電子発生源の温度を上昇させた場合に
おいても、プラズマが真空容器全体に広がるのを抑制で
きる。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明の第１の実施例について説明
する。図１は、この実施例のダイヤモンド状薄膜の合成
装置の構成図である。イオン化粒子供給源１は、ベンゼ
ンガス７の供給部５と、コイル形状のタングステンフィ
ラメントの熱電子供給源４と、ステンレス製のメッシュ
形状の熱電子加速電極２とがイオン化室容器３に取り付
けられている。イオン化粒子加速手段は、真空容器９に
設置した基体１０にイオン化粒子加速電源１１で負電位
を印加するものである。
する。図１は、この実施例のダイヤモンド状薄膜の合成
装置の構成図である。イオン化粒子供給源１は、ベンゼ
ンガス７の供給部５と、コイル形状のタングステンフィ
ラメントの熱電子供給源４と、ステンレス製のメッシュ
形状の熱電子加速電極２とがイオン化室容器３に取り付
けられている。イオン化粒子加速手段は、真空容器９に
設置した基体１０にイオン化粒子加速電源１１で負電位
を印加するものである。
【００１６】次にこの実施例でダイヤモンド状薄膜を基
体１０に合成する一例を示す。基体１０を設置する真空
容器９とイオン化室容器３とを真空ポンプ（図示せず）
で真空排気したのちに、ダイヤモンド状薄膜の原料であ
るベンゼンガス７を原料ガス供給部５からイオン化室容
器３に導入し、１×１０−３Ｔｏｒｒの圧力に設定する
。 次に熱電子発生用電源８で熱電子発生源４に３０Ａの電
流を流し通電加熱すると熱電子が発生し、熱電子加速用
電源６で熱電子加速電極２に＋６０Ｖの正電位を印加す
ると、前記熱電子がベンゼンガス分子を衝撃し、その結
果ベンゼンガスのイオン化粒子１２が発生する。
体１０に合成する一例を示す。基体１０を設置する真空
容器９とイオン化室容器３とを真空ポンプ（図示せず）
で真空排気したのちに、ダイヤモンド状薄膜の原料であ
るベンゼンガス７を原料ガス供給部５からイオン化室容
器３に導入し、１×１０−３Ｔｏｒｒの圧力に設定する
。 次に熱電子発生用電源８で熱電子発生源４に３０Ａの電
流を流し通電加熱すると熱電子が発生し、熱電子加速用
電源６で熱電子加速電極２に＋６０Ｖの正電位を印加す
ると、前記熱電子がベンゼンガス分子を衝撃し、その結
果ベンゼンガスのイオン化粒子１２が発生する。
【００１７】このようにイオン化室容器３内で発生した
イオン化粒子１２は、イオン化粒子加速用電源１１で基
体１０に−３ｋＶの負電位を印加すると基体１０方向に
加速されて基体１０上に堆積していく。その結果、ダイ
ヤモンド状薄膜が基体１０に合成された。この条件での
ダイヤモンド状薄膜の合成速度は毎分２２０Åであつた
。
イオン化粒子１２は、イオン化粒子加速用電源１１で基
体１０に−３ｋＶの負電位を印加すると基体１０方向に
加速されて基体１０上に堆積していく。その結果、ダイ
ヤモンド状薄膜が基体１０に合成された。この条件での
ダイヤモンド状薄膜の合成速度は毎分２２０Åであつた
。
【００１８】本実施例では、前記合成条件でダイヤモン
ド状薄膜を１２０分間合成したが、プラズマ（図示せず
）は真空容器９の特にイオン化粒子供給源１の上方付近
に広がる程度であり、その結果スパーク状の異常放電も
発生せず、また真空容器９への堆積物等による汚染も前
記従来の技術に比べて低減できた。
ド状薄膜を１２０分間合成したが、プラズマ（図示せず
）は真空容器９の特にイオン化粒子供給源１の上方付近
に広がる程度であり、その結果スパーク状の異常放電も
発生せず、また真空容器９への堆積物等による汚染も前
記従来の技術に比べて低減できた。
【００１９】本実施例装置を用いて、ダイヤモンド状薄
膜の合成速度をさらに増加させるため、熱電子発生源４
に流す電流を４０Ａとしたところ、ダイヤモンド状薄膜
の合成速度は、毎分４３０Åとなった。しかし、プラズ
マは真空容器９のイオン化粒子供給源１の上方付近のみ
ならず横方向にも広がり、１２０分間の合成時間中に、
スパーク状の異常放電が数回発生した。また、真空容器
９の汚染は、図１で示す上部、側部でも発生した。
膜の合成速度をさらに増加させるため、熱電子発生源４
に流す電流を４０Ａとしたところ、ダイヤモンド状薄膜
の合成速度は、毎分４３０Åとなった。しかし、プラズ
マは真空容器９のイオン化粒子供給源１の上方付近のみ
ならず横方向にも広がり、１２０分間の合成時間中に、
スパーク状の異常放電が数回発生した。また、真空容器
９の汚染は、図１で示す上部、側部でも発生した。
【００２０】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図２はこの実施例のダイヤモンド状薄膜の合成装置の構
成図である。図１に示す第１の実施例と同一の機能のも
の、図１と同一の符号を付している。まずこのダイヤモ
ンド状薄膜の合成装置の構造の概略を示す。イオン化粒
子供給源１は、ベンゼンガス７の供給部５と、コイル形
状のタングステンフィラメントの熱電子供給源４と、ス
テンレス製のメッシュ形状の熱電子加速電極２とがイオ
ン化室容器３に取り付けられている。
成図である。図１に示す第１の実施例と同一の機能のも
の、図１と同一の符号を付している。まずこのダイヤモ
ンド状薄膜の合成装置の構造の概略を示す。イオン化粒
子供給源１は、ベンゼンガス７の供給部５と、コイル形
状のタングステンフィラメントの熱電子供給源４と、ス
テンレス製のメッシュ形状の熱電子加速電極２とがイオ
ン化室容器３に取り付けられている。
【００２１】イオン化粒子加速手段は、真空容器９に設
置した基体１０にイオン化粒子加速電源１１で負電位を
印加するものである。負電位電極１３はステンレス製の
リング形状板のものを用いて、前記基体１０への負電位
と同一の電位を印加した。本実施例では、前記負電位電
極１３の設置位置は、イオン化粒子供給源１と基体１０
との間とした。
置した基体１０にイオン化粒子加速電源１１で負電位を
印加するものである。負電位電極１３はステンレス製の
リング形状板のものを用いて、前記基体１０への負電位
と同一の電位を印加した。本実施例では、前記負電位電
極１３の設置位置は、イオン化粒子供給源１と基体１０
との間とした。
【００２２】次に、この実施例でダイヤモンド状薄膜を
基体１０に合成する一例を示す。合成条件は、熱電子発
生源４に流す電流を４０Ａとし、また負電位電極１３に
は基体１０と同電位の−３ｋＶを印加した他は、合成手
順も第１の実施例で記したものと同一である。
基体１０に合成する一例を示す。合成条件は、熱電子発
生源４に流す電流を４０Ａとし、また負電位電極１３に
は基体１０と同電位の−３ｋＶを印加した他は、合成手
順も第１の実施例で記したものと同一である。
【００２３】本実施例では、ダイヤモンド状薄膜の合成
速度は毎分４３０Åであり、また、１２０分間の合成中
にプラズマ（図示せず）は真空容器９の特にイオン化粒
子供給源１の上方付近に広がる程度であり、その結果ス
パーク状の異常放電も発生せず、また真空容器９への堆
積物等による汚染も低減できた。さらに熱電子発生源４
に流す電流を４２Ａとしても問題は発生せず、ダイヤモ
ンド状薄膜の合成速度を毎分５１０Åと高速にできた。
速度は毎分４３０Åであり、また、１２０分間の合成中
にプラズマ（図示せず）は真空容器９の特にイオン化粒
子供給源１の上方付近に広がる程度であり、その結果ス
パーク状の異常放電も発生せず、また真空容器９への堆
積物等による汚染も低減できた。さらに熱電子発生源４
に流す電流を４２Ａとしても問題は発生せず、ダイヤモ
ンド状薄膜の合成速度を毎分５１０Åと高速にできた。
【００２４】以上、本発明のダイヤモンド状薄膜の合成
装置の実施例を記したが、本発明ではイオン化室容器が
、熱電子発生源、熱電子加速電極、および接地から電気
的に絶縁され無電位である。この構成によって炭化水素
ガスのプラズマはイオン化室容器内で容易に発生できる
ものである。
装置の実施例を記したが、本発明ではイオン化室容器が
、熱電子発生源、熱電子加速電極、および接地から電気
的に絶縁され無電位である。この構成によって炭化水素
ガスのプラズマはイオン化室容器内で容易に発生できる
ものである。
【００２５】また、各合成条件は前記の条件に限るもの
ではない。原料ガスはベンゼンガスに限らずメタン、エ
タン、エチレン、アセチレン等も使用可能であり、これ
ら炭化水素ガスにヘリウム、アルゴン、等の不活性ガス
を混合してもかまわない。
ではない。原料ガスはベンゼンガスに限らずメタン、エ
タン、エチレン、アセチレン等も使用可能であり、これ
ら炭化水素ガスにヘリウム、アルゴン、等の不活性ガス
を混合してもかまわない。
【００２６】また、熱電子発生源はタングステン以外に
もタンタル等も実用に適しており、形状は直線、リング
、ヘアピン等でもよい。さらには熱電子加速電極、およ
びイオン加粒子発生源の形状の材質、形状も本発明の規
定するものではない。第２の実施例で明示した負電位電
極の形状、材質、および印加する電圧値、方法も本発明
の規定するものではない。
もタンタル等も実用に適しており、形状は直線、リング
、ヘアピン等でもよい。さらには熱電子加速電極、およ
びイオン加粒子発生源の形状の材質、形状も本発明の規
定するものではない。第２の実施例で明示した負電位電
極の形状、材質、および印加する電圧値、方法も本発明
の規定するものではない。
【００２７】
【発明の効果】以上記したように本発明のダイヤモンド
状薄膜の合成装置は、ダイヤモンド状薄膜の合成が安定
に行えるものであり、また真空容器等の清浄作業等のメ
ンテナンスも容易なため、各種電子デバイスへダイヤモ
ンド状薄膜を応用する製造プロセスに適したものであり
、産業上の効果は大きい。
状薄膜の合成装置は、ダイヤモンド状薄膜の合成が安定
に行えるものであり、また真空容器等の清浄作業等のメ
ンテナンスも容易なため、各種電子デバイスへダイヤモ
ンド状薄膜を応用する製造プロセスに適したものであり
、産業上の効果は大きい。
【図１】本発明のダイヤモンド状薄膜の合成装置の第１
の実施例の構成図
の実施例の構成図
【図２】本発明のダイヤモンド状薄膜の合成装置の第２
の実施例の構成図
の実施例の構成図
【図３】ダイヤモンド状薄膜の合成装置の従来例の構成
図
図
１ イオン化粒子供給源
２ 熱電子加速電極
３ イオン化室容器
４ 熱電子発生源
５ 原料ガス供給部
９ 真空容器
１０ 基体
１１ イオン化粒子加速用電源
１２ イオン化粒子
１３ 負電位電極
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも炭化水素ガスを含むガスの
イオン化粒子供給源と、イオン化粒子加速手段と、基体
を設置する真空容器とから構成されるダイヤモンド状薄
膜の合成装置であって、前記イオン化粒子供給源が少な
くとも炭化水素ガスを含むガスの供給部と、熱電子発生
源と、熱電子加速電極とをイオン化室容器に設けたもの
であるダイヤモンド状薄膜の合成装置。 - 【請求項２】 少なくとも炭化水素ガスを含むガスの
イオン化粒子供給源と、イオン化粒子加速手段と、負電
位電極と、基体を設置する真空容器とから構成されるダ
イヤモンド状薄膜の合成装置であって、前記イオン化粒
子供給源が少なくとも炭化水素ガスを含むガスの供給部
と、熱電子発生源と、熱電子加速電極とをイオン化室容
器に設けたものであるダイヤモンド状薄膜の合成装置。 - 【請求項３】 イオン化室容器が、熱電子発生源、熱
電子加速電極、および接地から電気的に絶縁された請求
項１または２記載のダイヤモンド状薄膜の合成装置。 - 【請求項４】 負電位電極の設置位置がイオン化粒子
供給源のイオン化粒子引出し部、もしくは基体を設置す
る真空容器の少なくともいずれか一方である請求項２記
載のダイヤモンド状薄膜の合成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069728A JPH04304375A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | ダイヤモンド状薄膜の合成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069728A JPH04304375A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | ダイヤモンド状薄膜の合成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304375A true JPH04304375A (ja) | 1992-10-27 |
Family
ID=13411186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3069728A Pending JPH04304375A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | ダイヤモンド状薄膜の合成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04304375A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378285A (en) * | 1993-02-10 | 1995-01-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus for forming a diamond-like thin film |
| CN109778136A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-05-21 | 苏州艾钛科纳米科技有限公司 | 采用热电子等离子体技术制备类金刚石涂层的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02290962A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜合成装置 |
| JPH0345597A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-27 | Tdk Corp | ダイヤモンド様薄膜の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP3069728A patent/JPH04304375A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02290962A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜合成装置 |
| JPH0345597A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-27 | Tdk Corp | ダイヤモンド様薄膜の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378285A (en) * | 1993-02-10 | 1995-01-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus for forming a diamond-like thin film |
| CN109778136A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-05-21 | 苏州艾钛科纳米科技有限公司 | 采用热电子等离子体技术制备类金刚石涂层的方法 |
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