JPS634068A - ダイヤモンド状カ−ボン膜 - Google Patents
ダイヤモンド状カ−ボン膜Info
- Publication number
- JPS634068A JPS634068A JP61147514A JP14751486A JPS634068A JP S634068 A JPS634068 A JP S634068A JP 61147514 A JP61147514 A JP 61147514A JP 14751486 A JP14751486 A JP 14751486A JP S634068 A JPS634068 A JP S634068A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon film
- diamondlike carbon
- diamond
- hydrogen
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 abstract 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000005001 rutherford backscattering spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、気相から室温の基板上に析出させることので
きる高熱伝導性ダイヤモンド状カーボン膜に関する。
きる高熱伝導性ダイヤモンド状カーボン膜に関する。
(従来の技術と発明が解決しようとする問題点)気相か
らのダイヤモンドないしはダイヤモンド状カーボン膜の
合成方法として、約2000℃に加熱したフィラメント
を触媒とする方法、放電(直流、高周波、マイクロ波等
)を利用した方法、イオンビーム法、スパッタ法等が知
られている。これらの方法の多くは、基板を約8(10
’cに加熱しなければならない欠点を有している。また
結晶ダイヤモンド粒子の密集化によって膜状にするには
、長時間かかり、その表面も荒い欠点を有している。
らのダイヤモンドないしはダイヤモンド状カーボン膜の
合成方法として、約2000℃に加熱したフィラメント
を触媒とする方法、放電(直流、高周波、マイクロ波等
)を利用した方法、イオンビーム法、スパッタ法等が知
られている。これらの方法の多くは、基板を約8(10
’cに加熱しなければならない欠点を有している。また
結晶ダイヤモンド粒子の密集化によって膜状にするには
、長時間かかり、その表面も荒い欠点を有している。
室温付近でダイヤモンド状カーボン膜を合成した例とし
て、1980年発行のジャーナル・オブ・ノンクリスタ
リン・ソリッズ誌(Journal of Non−C
rystalline 5olids)第35& 36
巻第435ページ記載の論文でガラスないしはモリブデ
ンをガラス上の蒸着したものを基板に用い、アセナレン
を直流グロー放電により分解し、硬質カーボン膜を合成
したことを報告している。しかしながら、熱伝導性につ
いては述べられていない。また、従来の報告では、水素
含有率と熱伝導性の関係を明らかにしたものはなく、水
素含有量は制御されていない。
て、1980年発行のジャーナル・オブ・ノンクリスタ
リン・ソリッズ誌(Journal of Non−C
rystalline 5olids)第35& 36
巻第435ページ記載の論文でガラスないしはモリブデ
ンをガラス上の蒸着したものを基板に用い、アセナレン
を直流グロー放電により分解し、硬質カーボン膜を合成
したことを報告している。しかしながら、熱伝導性につ
いては述べられていない。また、従来の報告では、水素
含有率と熱伝導性の関係を明らかにしたものはなく、水
素含有量は制御されていない。
ところで近年のエレクトロニクス技術の進歩は極めて著
るしいものがあり、高硬度で高絶縁性かつ高熱伝導性材
料が種々の分野例えば磁気記録媒体表面コーティング、
磁気ヘッドの表面コーティング、ICやLSIなどの電
子デバイスの表面保護膜や多層配線層間絶縁膜などの用
途のために、必要とされている。従来の炭素膜は抵抗が
低かったり、高抵抗であっても硬度が1000kg/+
wm2以下と小さかったり、熱伝導度は10f1w/w
−に以下と小さかったり、成膜温度が約500℃以下で
は性能の優れた膜が製作できないという種々の欠点を有
していた。
るしいものがあり、高硬度で高絶縁性かつ高熱伝導性材
料が種々の分野例えば磁気記録媒体表面コーティング、
磁気ヘッドの表面コーティング、ICやLSIなどの電
子デバイスの表面保護膜や多層配線層間絶縁膜などの用
途のために、必要とされている。従来の炭素膜は抵抗が
低かったり、高抵抗であっても硬度が1000kg/+
wm2以下と小さかったり、熱伝導度は10f1w/w
−に以下と小さかったり、成膜温度が約500℃以下で
は性能の優れた膜が製作できないという種々の欠点を有
していた。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめて
、室温で合成できる高熱伝導性ダイヤモンド状カーボン
膜を提供することにある。
、室温で合成できる高熱伝導性ダイヤモンド状カーボン
膜を提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
本発明によれば、水素含有量を20原子%〜30原子%
とすることによって、高熱伝導性ダイヤモンド状カーボ
ン膜が得られる。
とすることによって、高熱伝導性ダイヤモンド状カーボ
ン膜が得られる。
気相からのダイヤモンドないし非晶質のダイヤモンド状
カーボンの合成過程では、熱力学的に準安定な相を安定
化せしめる人工的操作を要求される。特に室温付近での
合成の場合、内部エネルギーの高いプラズマを利用した
り、イオンを加速して基板に衝突させる等の工夫が必要
となる。更に非晶質状態でダイヤモンドの特性を得よう
とする場合には、カーボン膜中に炭素と水素の結合を積
極的に利用する方法がとられる。本発明者らは、よりダ
イヤモンドに近い性質を得るために製造条件を種々検討
した結果、水素含有量に最適の値が存在することを見出
し本発明に到った。水素の役割としては、ダイヤモンド
状カーボンを安定化せしめるのみでなく、存在するダン
グリングボンドを補償することによって、フォノンの散
乱を防止し、熱伝導率を増加するものと考えられる。
カーボンの合成過程では、熱力学的に準安定な相を安定
化せしめる人工的操作を要求される。特に室温付近での
合成の場合、内部エネルギーの高いプラズマを利用した
り、イオンを加速して基板に衝突させる等の工夫が必要
となる。更に非晶質状態でダイヤモンドの特性を得よう
とする場合には、カーボン膜中に炭素と水素の結合を積
極的に利用する方法がとられる。本発明者らは、よりダ
イヤモンドに近い性質を得るために製造条件を種々検討
した結果、水素含有量に最適の値が存在することを見出
し本発明に到った。水素の役割としては、ダイヤモンド
状カーボンを安定化せしめるのみでなく、存在するダン
グリングボンドを補償することによって、フォノンの散
乱を防止し、熱伝導率を増加するものと考えられる。
(実施例1)
反応ガスとして、水素とメタンの混合ガスを用い、第1
図の直流グロー放電装置を用い、室温のシリコン基板状
に2ミクロンのダイヤモンド状カーボン膜を合成した。
図の直流グロー放電装置を用い、室温のシリコン基板状
に2ミクロンのダイヤモンド状カーボン膜を合成した。
第1図で1はアノード、2はカソード、3は直流電源、
4は基板である9水素含有量は、圧力を変えることによ
っても制御できるが、この実験では、全圧を2トールと
一定に保ちメタンと水素の混合比を変えて水素含有量を
制御している。第2図に合成したダイヤモンド状カーボ
ン膜の熱伝導率の水素の含有量との関係を示す。第2図
より、水素含有量が20〜30原子パーセントの時熱伝
導率が大きく、最大で銅と同程度まで上昇していること
が判明した。この条件での特性は、析出速度が毎分10
0オングストローム、電気抵抗は、1013Ω・cmと
高絶縁性で、酸・アルカリに耐して不活性であり、硬度
も約3000ビツカース硬度と硬い膜である。更に膜表
面は、非常に平滑で鏡面状悪でくもりのない良好なもの
であった。
4は基板である9水素含有量は、圧力を変えることによ
っても制御できるが、この実験では、全圧を2トールと
一定に保ちメタンと水素の混合比を変えて水素含有量を
制御している。第2図に合成したダイヤモンド状カーボ
ン膜の熱伝導率の水素の含有量との関係を示す。第2図
より、水素含有量が20〜30原子パーセントの時熱伝
導率が大きく、最大で銅と同程度まで上昇していること
が判明した。この条件での特性は、析出速度が毎分10
0オングストローム、電気抵抗は、1013Ω・cmと
高絶縁性で、酸・アルカリに耐して不活性であり、硬度
も約3000ビツカース硬度と硬い膜である。更に膜表
面は、非常に平滑で鏡面状悪でくもりのない良好なもの
であった。
(実施例2)
第3図に示す直流グロー放電装置を用い、実施例1と同
じ条件でダイヤモンド状カーボン膜を合成し、熱伝導率
を評価した所、実施例1と同様な傾向を得た。ただし、
この膜の硬度は約10000ビツカース硬度とほぼダイ
ヤモンド相当の値を示すので、熱伝導率も最大で6DD
y/ m −kとダイヤモンドに近い値が得られた。
じ条件でダイヤモンド状カーボン膜を合成し、熱伝導率
を評価した所、実施例1と同様な傾向を得た。ただし、
この膜の硬度は約10000ビツカース硬度とほぼダイ
ヤモンド相当の値を示すので、熱伝導率も最大で6DD
y/ m −kとダイヤモンドに近い値が得られた。
なお実施例1,2において水素量の定量分析は、カーボ
ン原子数をラザフオード・バックスキャツタリング法で
、水素原子をプロトン・リコイル・デイテクション法で
分析し、カーボン原子に対する水素原子比で求めた。更
に、赤外吸収スペクl〜ルに現われる2900cm−’
当りのC−)1伸縮モードによるピークの積分強度より
、水素量をi認した。
ン原子数をラザフオード・バックスキャツタリング法で
、水素原子をプロトン・リコイル・デイテクション法で
分析し、カーボン原子に対する水素原子比で求めた。更
に、赤外吸収スペクl〜ルに現われる2900cm−’
当りのC−)1伸縮モードによるピークの積分強度より
、水素量をi認した。
(発明の効果)
本発明により、高熱伝導性ダイヤモンド状カーボン膜を
室温の基板に析出させることができる。
室温の基板に析出させることができる。
水素含有量が20原子パーセント以下かないしは30原
子パーセント以上のカーボン膜では非常に低い熱伝導性
を示し、本発明の効果は非常に大きい。
子パーセント以上のカーボン膜では非常に低い熱伝導性
を示し、本発明の効果は非常に大きい。
更に、水素を含有しないアモルファスカーボン膜に比べ
ると2桁大きい。
ると2桁大きい。
第1図及び第3図は、本発明の方法に直接使用する装置
の概略図。第2図は、ダイヤモンド状カーボン膜の熱伝
導率と水素の含有量の関係を示す図。 図において、1はアノード、2はカソード、3第1図 第2図 水素量(原子%) 第3図 5スクリーンメッシュ
の概略図。第2図は、ダイヤモンド状カーボン膜の熱伝
導率と水素の含有量の関係を示す図。 図において、1はアノード、2はカソード、3第1図 第2図 水素量(原子%) 第3図 5スクリーンメッシュ
Claims (1)
- (1)水素含有量が20原子パーセント以上30原子パ
ーセント以下であることを特徴とするダイヤモンド状カ
ーボン膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61147514A JPS634068A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | ダイヤモンド状カ−ボン膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61147514A JPS634068A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | ダイヤモンド状カ−ボン膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS634068A true JPS634068A (ja) | 1988-01-09 |
JPH0558068B2 JPH0558068B2 (ja) | 1993-08-25 |
Family
ID=15432060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61147514A Granted JPS634068A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | ダイヤモンド状カ−ボン膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS634068A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02223451A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-09-05 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録ヘッド |
WO2000071780A1 (fr) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Mitsubishi Shoji Plastics Corporation | Film dlc, contenant en plastique recouvert de dlc, et procede et appareil de fabrication de contenant en plastique recouvert de dlc |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5842473A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | サ−マルヘツド作製方法 |
JPS5842472A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | サ−マルヘツド |
JPS60157725A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 磁気記憶媒体 |
JPS60195092A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-03 | Tdk Corp | カ−ボン系薄膜の製造方法および装置 |
-
1986
- 1986-06-23 JP JP61147514A patent/JPS634068A/ja active Granted
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5842473A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | サ−マルヘツド作製方法 |
JPS5842472A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | サ−マルヘツド |
JPS60157725A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 磁気記憶媒体 |
JPS60195092A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-03 | Tdk Corp | カ−ボン系薄膜の製造方法および装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02223451A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-09-05 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録ヘッド |
WO2000071780A1 (fr) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Mitsubishi Shoji Plastics Corporation | Film dlc, contenant en plastique recouvert de dlc, et procede et appareil de fabrication de contenant en plastique recouvert de dlc |
US7166336B1 (en) | 1999-05-19 | 2007-01-23 | Mitsubishi Shoji Plastics Corporation | DLC film, DLC-coated plastic container, and method and apparatus for manufacturing DLC-coated plastic container |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0558068B2 (ja) | 1993-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Deshpandey et al. | Diamond and diamondlike films: Deposition processes and properties | |
JPH05506064A (ja) | 電子用途用ダイヤモンド載置基板 | |
Maeda et al. | Diamond growth from a mixture of fluorocarbon and hydrogen in a microwave plasma | |
US5380516A (en) | Process for synthesizing diamond in a vapor phase | |
JPS634068A (ja) | ダイヤモンド状カ−ボン膜 | |
Yang et al. | Combined effects of argon addition and substrate bias on the formation of nanocrystalline diamond films by chemical vapor deposition | |
Kumar et al. | High rate deposition of diamond like carbon films by very high frequency plasma enhanced chemical vapor deposition at 100 MHz | |
DebRoy et al. | Optical emissions during plasma assisted chemical vapor deposition of diamond-like carbon films | |
JPH08288172A (ja) | ケイ素添加無定形水素化炭素誘電体を有するコンデンサ | |
Uchida et al. | Thermochemical etching effect of H2O vapor on CVD diamond film | |
US7622151B2 (en) | Method of plasma enhanced chemical vapor deposition of diamond using methanol-based solutions | |
Droes et al. | Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) | |
JPH0448757B2 (ja) | ||
JPH0769792A (ja) | ダイヤモンド結晶のエピタキシャル成長法及び選択エピタキシャル成長法 | |
Stiegler et al. | Plasma-assisted CVD of diamond films by hollow cathode arc discharge | |
JP6944699B2 (ja) | 六方晶系窒化ホウ素膜の製造方法 | |
JPH06158323A (ja) | 硬質炭素被膜の気相合成方法 | |
Jeon et al. | Effect of oxygen component in magneto-active microwave CH4/He plasma on large-area diamond nucleation over Si | |
JPS63236708A (ja) | 炭素薄膜あるいは炭素粒子の気相合成法 | |
JP2955074B2 (ja) | 立方晶窒化ホウ素膜の製造方法 | |
Ramkorun | An Investigation of Ion Bombardment from Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition During Bias Enhanced Nucleation of Boron-Rich Materials | |
Gilbert et al. | Deposition of diamond from alcohol precursors in an electron cyclotron resonance plasma system | |
JPH01298165A (ja) | 炭素膜の製造方法 | |
Chen et al. | Photoluminescence and Raman studies of hydrogenated amorphous carbon films deposited by the rf plasma-enhanced CVD method | |
Borges et al. | " INRS Énergie et matériaux, Varennes J3X 1S2, Québec |