JP2767514B2 - Diamond thin film and method for producing the same - Google Patents

Diamond thin film and method for producing the same

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JP2767514B2
JP2767514B2 JP4097268A JP9726892A JP2767514B2 JP 2767514 B2 JP2767514 B2 JP 2767514B2 JP 4097268 A JP4097268 A JP 4097268A JP 9726892 A JP9726892 A JP 9726892A JP 2767514 B2 JP2767514 B2 JP 2767514B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、単結晶あるいは多結晶
状のダイヤモンドを主成分とする炭素からなる薄膜(以
下、ダイヤモンド薄膜と省略する)の作成方法、及び該
作成方法によって得られるダイヤモンド薄膜に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a thin film made of carbon containing a single crystal or polycrystalline diamond as a main component (hereinafter abbreviated as a diamond thin film), and a diamond thin film obtained by the method. About.

【0002】その中でも特に、基板とダイヤモンド薄膜
との密着性向上に関する。
[0002] In particular, it relates to improvement of adhesion between a substrate and a diamond thin film.

【0003】[0003]

【従来の技術】気相法によって、比較的簡単にダイヤモ
ンド薄膜が形成されるようになり、最近は究極の半導体
としてのダイヤモンドに熱い注目が集まっている。ま
た、ダイヤモンドを直接半導体として使用せずとも、そ
の高い熱伝導率を利用して、次世代の基板材料としても
期待されている。
2. Description of the Related Art A diamond thin film can be formed relatively easily by a gas phase method, and recently, diamond as an ultimate semiconductor has been attracting much attention. Also, diamond is expected to be used as a next-generation substrate material by utilizing its high thermal conductivity without directly using diamond as a semiconductor.

【0004】このようなダイヤモンド薄膜を基板上に被
覆あるいは形成する方法としては熱CVD(化学的気相
成長)法が最もよく利用されている。この熱CVD法
(熱フィラメントCVD法)とは例えば図4に示すよう
に反応容器(31)に反応性気体を導入口(32)より流入
し金属タングステン製フィラメント(33)に電流を流
し、このフィラメントを1500℃〜3000℃に加熱し熱電子
を放出させることによって、 400℃〜1300℃に加熱され
た基体(34)上に、化学反応によりダイヤモンド薄膜を
合成する方法である。この時、反応容器内の圧力は 1〜
350Torr 程度の減圧状態に維持されている。
As a method of coating or forming such a diamond thin film on a substrate, a thermal CVD (chemical vapor deposition) method is most often used. In this thermal CVD method (hot filament CVD method), for example, as shown in FIG. 4, a reactive gas flows into a reaction vessel (31) from an inlet (32) and a current flows through a metal tungsten filament (33). In this method, a diamond thin film is synthesized by a chemical reaction on a substrate (34) heated to 400 ° C. to 1300 ° C. by heating the filament to 1500 ° C. to 3000 ° C. to emit thermoelectrons. At this time, the pressure inside the reaction vessel is 1 ~
It is maintained at a reduced pressure of about 350 Torr.

【0005】また、基板材料としては、最も理想的なダ
イヤモンド自身を基板に使用する例も有るが、コスト等
から現実的にはシリコンの単結晶基板、あるいはモリブ
デン等が良く用いられている。
As a substrate material, there is an example in which the most ideal diamond itself is used for the substrate, but a silicon single crystal substrate, molybdenum, or the like is often used in practice because of cost and the like.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述のような方法でダ
イヤモンド薄膜を被覆あるいは形成するとき、最も大き
な問題となるのが、基板とダイヤモンド膜との密着強度
であり、現在得られている膜は多かれ少なかれ剥離が認
められている。。
When coating or forming a diamond thin film by the above-mentioned method, the biggest problem is the adhesion strength between the substrate and the diamond film. More or less delamination is observed. .

【0007】このことは、おそらくは界面の物理的な状
態、及び基板材料とダイヤモンドとの反応性、または機
械的な接合形態等が複雑に絡み合っているものと予想さ
れるが、最もシンプルには基板材料、例えばシリコンと
ダイヤモンドとの熱膨張係数の違いが大きな原因である
ことは間違い無いであろう。
This is probably because the physical state of the interface, the reactivity between the substrate material and diamond, or the mechanical bonding form are complicatedly intertwined. Undoubtedly, the difference between the coefficients of thermal expansion of the materials, for example silicon and diamond, is a major cause.

【0008】そのことを端的に表すのが、成膜後のダイ
ヤモンド薄膜に残っている応力で、基板がシリコンの場
合にはシリコンの熱膨張係数がダイヤモンドのそれより
も格段に大きいため、常に圧縮応力がかかり、それが成
膜後の膜中に残留していることが確認されている。
[0008] This is clearly expressed by the stress remaining in the diamond thin film after film formation. When the substrate is silicon, the thermal expansion coefficient of silicon is much larger than that of diamond. It has been confirmed that a stress is applied and the stress remains in the formed film.

【0009】そこで、ダイヤモンド薄膜の剥離を防ぐた
めには、基板の熱膨張係数をダイヤモンドのそれに合わ
せる等の応力を緩和する手段を講じること、及び界面の
形態を工夫して(例えばアンカー効果が見られるような
微細孔をあける)機械的に強固に密着させること、の二
つが特に有効であると考えられるが、従来はその様な適
当な基板材料及び基板の処理方法は開発されていなかっ
た。
Therefore, in order to prevent the diamond thin film from peeling off, it is necessary to take measures such as adjusting the thermal expansion coefficient of the substrate to the same as that of diamond to reduce stress, and to devise the form of the interface (for example, an anchor effect is observed). It is considered that two methods of mechanically and firmly adhering such fine holes are particularly effective. However, such a suitable substrate material and a method of processing the substrate have not been developed so far.

【0010】本発明は、前述の様な密着強度を上げるた
めの2つのポイントを同時に達成する方法を提供するも
のである。
The present invention provides a method for simultaneously achieving the two points for increasing the adhesion strength as described above.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の様な密
着強度を上げるための2つのポイントを同時に達成する
ために、基板に多孔質シリコンを使用することにその特
徴を有する。即ち、従来の基板の傷付け処理に代わっ
て、基板を陽極化成法等によって多孔質化する工程を加
えたものである。
The present invention is characterized in that porous silicon is used for a substrate in order to simultaneously achieve the two points for increasing the adhesion strength as described above. That is, instead of the conventional substrate scratching process, a process of making the substrate porous by an anodizing method or the like is added.

【0012】ここで、多孔質シリコンについて若干の説
明を加える。多孔質シリコンはシリコンの特殊形態の一
つであり、シリコン単結晶を陽極として、フッ化水素酸
水溶液中で電気分解することにより得られる。最初に発
見されたのは1956年と比較的古いが、最近になって可視
光ルミネセンスが発見されたり、SOI(シリコンオン
インシュレーター)構造に使用可能であること等が発
見され、研究が活発化している。
Here, the porous silicon will be described in some detail. Porous silicon is one of the special forms of silicon and is obtained by electrolysis in a hydrofluoric acid aqueous solution using a silicon single crystal as an anode. The first discovery was relatively old in 1956, but recently, visible light luminescence was discovered, and it was discovered that it could be used for SOI (silicon-on-insulator) structures. ing.

【0013】我々は、多孔質シリコンの孔径の制御が、
基板の比抵抗、導電タイプ、及び化成条件によって制御
可能であることに着目し、アンカー効果が期待できる基
板の作成にこの多孔質シリコンを使用することにしたの
である。
[0013] We control the pore size of porous silicon,
Focusing on the fact that the substrate can be controlled by the specific resistance, conductivity type, and formation conditions of the substrate, the inventors decided to use this porous silicon for the production of a substrate on which an anchor effect can be expected.

【0014】結論を先に言うと、実際に実験してみる
と、比較的どの様な孔径でも、ダイヤモンド薄膜が再現
性よく成膜可能であることが確認され、断面をSEM
(走査型電子顕微鏡)で観察することにより、孔の内部
までダイヤモンドの粒子が入り込み、アンカー効果を発
揮していることが観測された。また、これは予期してい
なかったことなのだが、それ以外に応力の緩和にも多孔
質シリコンが大きな効果があることがわかったのであ
る。
[0014] In conclusion, when experiments were actually conducted, it was confirmed that a diamond thin film could be formed with good reproducibility at any comparatively large hole diameter, and the cross section was SEM.
By observing with a (scanning electron microscope), it was observed that diamond particles penetrated into the inside of the hole and exhibited an anchor effect. Although this was unexpected, it was also found that porous silicon had a great effect on stress relaxation.

【0015】この、応力緩和は次の様な理由によると、
発明者らは推測している。多孔質シリコンにおいては、
残留シリコン部分は柱状の形態を有しており、そのため
外部から加えられた力に対し、たわむことができる。一
般的に、ダイヤモンド薄膜が剥離するのは冷却過程にお
いて、両者の熱膨張係数の違いから、ダイヤモンド薄膜
に圧縮応力が掛かり、耐えきれなくなってというものが
多い。しかし、本発明の多孔質シリコンを利用すると、
熱膨張係数の差から生じる応力を、柱状の残留シリコン
部が歪みとして吸収し、ダイヤモンド薄膜に直接掛かる
応力は緩和されるのである。
This stress relaxation is based on the following reasons.
The inventors speculate. In porous silicon,
The residual silicon portion has a columnar shape, so that it can bend under externally applied force. In general, the diamond thin film is often peeled off during the cooling process because of a difference in thermal expansion coefficient between the two and compressive stress is applied to the diamond thin film and the diamond thin film cannot withstand. However, using the porous silicon of the present invention,
The columnar residual silicon portion absorbs the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient as strain, and the stress directly applied to the diamond thin film is reduced.

【0016】上記の理由は我々が考えたモデルであり、
正しく事実を伝えているかどうかは定かではないが、少
なくともそう考えることにより定性的には理解できる。
The above reason is the model that we considered,
It is not clear whether or not the facts are correctly conveyed, but at least it is qualitative to understand.

【0017】ともかく、シリコン基板に多孔質化工程を
加え、その上にダイヤモンド薄膜を成膜することによ
り、アンカー効果と応力緩和が同時に達成され、密着性
の非常に高い薄膜を得ることが可能になったのである。
なお本発明において、シリコン基板としては、単結晶あ
るいは多結晶あるいは非定型の形態を有するものを使用
できる。
In any case, by adding a step of making the silicon substrate porous and forming a diamond thin film thereon, the anchor effect and the stress relaxation are simultaneously achieved, and a thin film having extremely high adhesion can be obtained. It has become.
In the present invention, a single crystal substrate is used as a silicon substrate.
Or use polycrystalline or atypical forms
it can.

【0018】[0018]

【作用】ダイヤモンド薄膜の基板材料として多孔質シリ
コンを使用することにより、アンカー効果による機械的
な密着強度の増大と、熱膨張係数の差に起因する応力を
緩和するという、前述の2つのポイントを同時に達成す
ることが可能になった。
By using porous silicon as a substrate material of a diamond thin film, the above-mentioned two points of increasing mechanical adhesion strength due to an anchor effect and relaxing stress caused by a difference in thermal expansion coefficient are considered. It became possible to achieve at the same time.

【0019】本発明において、成膜方法はその種類は特
に問わない。一般的な熱フィラメントCVD法や、有磁
場プラズマCVD法、あるいはプラズマジェット法等で
も可能であり、汎用性が高いことも特徴である。また、
多孔質化工程は、上記の例では陽極化成法によったが、
これと同様のことをドライプロセスによる異方的エッチ
ングでも達成できそうなことも確認している。
In the present invention, the type of the film forming method is not particularly limited. A general hot filament CVD method, a magnetic field plasma CVD method, a plasma jet method, or the like is also possible, and is characterized by high versatility. Also,
In the above example, the porosity forming step was performed by the anodizing method.
It has been confirmed that the same thing can be achieved by anisotropic etching by a dry process.

【0020】以下に実施例を示し、より詳細に本発明を
示すことにする。
The following examples illustrate the present invention in more detail.

【0021】[0021]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕本発明において、シリコン基板の多孔質化
工程に陽極化成を使用し、成膜に有磁場マイクロ波CV
Dを利用した例を以下に示す。
[Embodiment 1] In the present invention, anodization is used in the step of making the silicon substrate porous, and the magnetic field microwave CV is used for film formation.
An example using D is shown below.

【0022】先ず、基板としては4インチ単結晶シリコ
ン基板(P型半導体)の(100)面を使用した。この
基板の背面にアルミ電極をスパッタ及びアニールによ
り、オーミックコンタクトとなるべく形成した。
First, the (100) plane of a 4-inch single crystal silicon substrate (P-type semiconductor) was used as the substrate. An aluminum electrode was formed on the back surface of the substrate by sputtering and annealing so as to form an ohmic contact.

【0023】次いで、陽極化成により多孔質シリコンを
形成した。化成条件は以下の通りである。 ・シリコン基板の抵抗値 0.001 Ω・cm ・陽極電流密度 80mA/cm2 ・フッ化水素酸濃度 25% ・溶液温度 室温 ・光の照射エネルギー 50mW/cm2
Next, porous silicon was formed by anodization. The formation conditions are as follows.・ Silicon substrate resistance value 0.001 Ω ・ cm ・ Anode current density 80mA / cm 2・ Hydrofluoric acid concentration 25% ・ Solution temperature room temperature ・ Light irradiation energy 50mW / cm 2

【0024】陽極化成が終了後、純水にて洗浄し、その
後背面電極材料であるアルミを、アルミエッチャント液
を用いてウェットエッチングにより除去した。このアル
ミ電極の除去は、その後のダイヤモンド薄膜の成膜工程
において、アルミの融点以上の加熱が一般的には必須な
ため、必ず行わなければならない。
After the anodization was completed, the substrate was washed with pure water, and then aluminum as a back electrode material was removed by wet etching using an aluminum etchant solution. This removal of the aluminum electrode must always be performed in the subsequent step of forming a diamond thin film, since heating at or above the melting point of aluminum is generally essential.

【0025】この様にして得られた、多孔質シリコンの
イメージを図1に示す。図でわかる様に、残留シリコン
(43)が柱状の形態を有することが、他の方法により得
られる多孔質との大きな違いである。一般的な方法によ
って得られた多孔質膜は、空孔部分は概略球状の形態を
有し、その為、残留部分は3次元的なネットワークを組
んでおり、本発明の様な応力緩和は期待できない。
FIG. 1 shows an image of the porous silicon thus obtained. As can be seen from the figure, the fact that the residual silicon (43) has a columnar shape is a significant difference from the porosity obtained by other methods. In the porous membrane obtained by a general method, the void portion has a substantially spherical shape, and therefore, the remaining portion forms a three-dimensional network, and stress relaxation as in the present invention is expected. Can not.

【0026】次に、前記の工程によって得られた多孔質
シリコンを基板として用いて、その上にダイヤモンド薄
膜を成膜した。成膜は、図2に示してある有磁場マイク
ロ波CVD装置により行った。
Next, using the porous silicon obtained by the above process as a substrate, a diamond thin film was formed thereon. The film was formed by a magnetic field microwave CVD apparatus shown in FIG.

【0027】この膜の成膜条件を以下に示す。 ・反応ガスは メタノール 50ccm 水素 100ccm ・反応圧力 0.25Torr ・基板温度 600℃ ・処理時間 4hr ・マイクロ波(2.45GHz)出力 4kW ・磁場強度 875gauss以上。The conditions for forming this film are shown below.・ Reaction gas is methanol 50ccm hydrogen 100ccm ・ Reaction pressure 0.25Torr ・ Substrate temperature 600 ℃ ・ Treatment time 4hr ・ Microwave (2.45GHz) output 4kW ・ Magnetic field strength 875gauss or more.

【0028】図3(A)に本発明によるダイヤモンド薄
膜成膜後のサンプルを断面からみた様子を模式的に示し
てある。それに対し、図3(B)には、従来の方法で得
られたダイヤモンド薄膜成膜後のサンプルの断面を示し
てある。
FIG. 3A schematically shows a cross section of the sample after the formation of the diamond thin film according to the present invention. On the other hand, FIG. 3B shows a cross section of a sample after the formation of a diamond thin film obtained by a conventional method.

【0029】図3(A)の場合、微細孔(44)の上部か
らダイヤモンドが成長しており、アンカー効果が期待さ
れる。ここでポイントとなるのは、多孔質シリコン基板
(11)に含まれる微細孔(44)の全てがダイヤモンドで
埋まっているのではなく、一部に隙間があり、この部分
が応力緩和に作用していることである。それに対し、従
来の方法で得られた図3(B)では、ダイヤモンド膜
(10)は多結晶状態であり、個々の結晶は逆三角柱状に
基板より成長している。シリコン基板(12)との境界付
近では、ダイヤモンド膜は充分な接触面積をとることが
できないため密着強度が弱く剥がれやすい。
In the case of FIG. 3A, diamond grows from the upper part of the fine hole (44), and an anchor effect is expected. The point here is that not all of the micropores (44) contained in the porous silicon substrate (11) are filled with diamond, but there are gaps in some parts, and this part acts to relieve stress. That is. On the other hand, in FIG. 3B obtained by the conventional method, the diamond film (10) is in a polycrystalline state, and each crystal grows in an inverted triangular prism shape from the substrate. In the vicinity of the boundary with the silicon substrate (12), since the diamond film cannot have a sufficient contact area, the diamond film has weak adhesion strength and is easily peeled off.

【0030】最後に評価の結果であるが、今回は引っか
き試験機によって行った。従来は2kgの荷重でピーリン
グが始まったのに対し、本発明によって得られたものは
8kg近くまでピーリングは起こらなかった。ただし注意
しなくてはならないのは、陽極化成の時間を長くして、
多孔質部分を多くしたサンプルについては、剥離する以
前に基板の破壊が起こってしまったことで、密着強度と
基板の強度を両立する点を、目的に合わせて調整する必
要が有ることである。
Finally, as a result of the evaluation, this time, a scratch tester was used. Conventionally, peeling started with a load of 2 kg, whereas peeling did not occur up to nearly 8 kg in the one obtained by the present invention. However, it is important to note that the time for anodization is extended,
In the case of a sample having a large number of porous portions, it is necessary to adjust the point at which both the adhesion strength and the substrate strength are compatible according to the purpose because the substrate has been broken before peeling.

【0031】〔実施例2〕本発明において、シリコン基
板の多孔質化工程に陽極化成を使用し、成膜に熱フィラ
メントCVD法を利用した例を示す。
[Embodiment 2] In the present invention, an example is shown in which anodization is used in the step of making the silicon substrate porous and hot filament CVD is used in the film formation.

【0032】まず、実施例1では、背面電極としてアル
ミ電極を形成した。これは、後のプロセスにおいて、不
必要かつ邪魔となる場合が多い。プロセス的に、アルミ
の融点以下で成膜を行うか、バイアスの電極とする等、
何か有用性があるなら構わないが、今回は不必要とみな
し、背面電極を直接は形成しないことにした。すなわち
今回は、水銀を電極とし、その上面にシリコン基板を密
接に接触させることにより陽極化成を行った。
First, in Example 1, an aluminum electrode was formed as a back electrode. This is often unnecessary and intrusive in later processes. Process, film formation below the melting point of aluminum, or as a bias electrode, etc.
It does not matter if there is any usefulness, but this time it was considered unnecessary, and we decided not to form the back electrode directly. That is, in this case, anodization was performed by using mercury as an electrode and closely contacting a silicon substrate on the upper surface thereof.

【0033】化成条件は実施例1と同様であり、終了
後、純水中で充分な洗浄を行った。
The chemical conversion conditions were the same as in Example 1. After the completion, a sufficient washing was performed in pure water.

【0034】次に、熱フィラメントCVD法を利用し、
ダイヤモンド薄膜を基板上に成膜した。装置の概略は図
4に示してある。
Next, using the hot filament CVD method,
A diamond thin film was formed on a substrate. A schematic of the apparatus is shown in FIG.

【0035】成膜条件は以下の通り ・反応ガスは メタン 2ccm 水素 200ccm ・反応圧力 50Torr ・基板温度 700℃ ・処理時間 3hr ・フィラメント温度 2100 ℃The film forming conditions are as follows. The reaction gas is methane 2 ccm, hydrogen 200 ccm, reaction pressure 50 Torr, substrate temperature 700 ° C., processing time 3 hours, filament temperature 2100 ° C.

【0036】成膜終了後は、応力緩和を充分に進めるべ
く、冷却速度を充分に遅くし、基板温度が室温になって
からサンプルを取り出した。
After the film formation was completed, the cooling rate was sufficiently reduced to sufficiently promote the stress relaxation, and the sample was taken out after the substrate temperature reached room temperature.

【0037】実施例1と同様の評価を行い、引っかき試
験機において、9kgまではピーリング等は発生しなかっ
た。
The same evaluation as in Example 1 was performed, and no peeling or the like occurred up to 9 kg in the scratch tester.

【0038】〔実施例3〕本発明において、シリコン基
板の多孔質化工程に水銀電極を用いた陽極化成を使用
し、成膜にDCプラズマジェットCVD法を利用した例
を示す。
Embodiment 3 In the present invention, an example in which anodization using a mercury electrode is used in the step of making the silicon substrate porous and a DC plasma jet CVD method is used in film formation will be described.

【0039】陽極化成までは実施例2と全く同一のプロ
セスであるので割愛する。
Since the processes up to anodization are exactly the same as those in the embodiment 2, they are omitted.

【0040】DCプラズマジェットCVD法によるダイ
ヤモンド薄膜の成膜は、以下の様な成膜条件で行った。 ・反応ガスは メタン 1% +水素 ・ガス圧力 60Torr ・基板温度 800℃ ・処理時間 1hr
The film formation of the diamond thin film by the DC plasma jet CVD method was performed under the following film forming conditions.・ Reaction gas is methane 1% + hydrogen ・ Gas pressure 60Torr ・ Substrate temperature 800 ℃ ・ Treatment time 1hr

【0041】成膜終了後は、応力緩和を充分に進めるべ
く、冷却速度を充分に遅くし、基板温度が室温になって
からサンプルを取り出した。
After the film formation was completed, the cooling rate was sufficiently reduced to sufficiently promote the stress relaxation, and the sample was taken out after the substrate temperature reached room temperature.

【0042】実施例1と同様の評価を行い、引っかき試
験機において、12kgまではピーリング等は発生しなかっ
たが、本実施例におけるダイヤモンド薄膜は、他の実施
例1及び2と比較しても、およそ数十倍の膜厚があるた
め、一概に比較はできないが、従来は同様のDCプラズ
マジェットCVD法によって得られた薄膜は、冷却の際
に、殆どがピーリングを起こしてしまったのに対し、本
発明によって得られた薄膜はその様なことは無かった。
The same evaluation as in Example 1 was performed. In the scratch tester, no peeling or the like occurred up to 12 kg. However, the diamond thin film in this example was compared with those in other Examples 1 and 2. Since the film thickness is about several tens of times, it cannot be compared unconditionally, but in the past, most of the thin films obtained by the same DC plasma jet CVD method caused peeling upon cooling. On the other hand, the thin film obtained by the present invention did not have such a thing.

【0043】[0043]

【発明の効果】上記の様に、ダイヤモンド薄膜の基板材
料として多孔質シリコンを使用することにより、アンカ
ー効果による機械的な密着強度の増大と、熱膨張係数の
差に起因する応力を緩和するという、前述の2つのポイ
ントを同時に達成することが可能になった。本発明にお
いて、成膜方法はその種類は特に問わず、従来の一般的
な熱フィラメントCVD法や、有磁場プラズマCVD
法、あるいはプラズマジェット法等の既存のプロセスの
基板のみを多孔質シリコンとすることで達成可能であ
り、そのため、汎用性が高いことも特徴である。
As described above, by using porous silicon as the substrate material of the diamond thin film, it is possible to increase the mechanical adhesion strength due to the anchor effect and reduce the stress caused by the difference in the thermal expansion coefficient. It has become possible to achieve the above two points at the same time. In the present invention, the type of film formation method is not particularly limited, and a conventional general hot filament CVD method, a magnetic field plasma CVD method or the like can be used.
It can be achieved by using only porous silicon as a substrate in existing processes such as the plasma jet method or the plasma jet method, and is also characterized by high versatility.

【0044】本発明により、シリコン基板上に、充分な
密着強度を持ったダイヤモンド薄膜を作成できるよう
に、初めてなった。また、シリコン基板以外でも、他の
基体上にシリコンを成膜、その後多孔質化させることに
より、本発明と同様の効果が期待でき、本発明は非常に
発展性も高い点も特徴である。
According to the present invention, it is the first time that a diamond thin film having a sufficient adhesion strength can be formed on a silicon substrate. In addition to the silicon substrate, by forming a silicon film on another substrate and then making the substrate porous, the same effects as those of the present invention can be expected, and the present invention is also characterized by a very high degree of development.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】多孔質シリコンのイメージ図FIG. 1 Image of porous silicon

【図2】有磁場マイクロ波CVD装置の概略FIG. 2 is an outline of a magnetic field microwave CVD apparatus.

【図3】本発明によるダイヤモンド薄膜のイメージFIG. 3 is an image of a diamond thin film according to the present invention.

【図4】熱CVD装置の概略FIG. 4 is an outline of a thermal CVD apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41 多孔質シリコン部分 42 元の単結晶シリコン部分 43 残留シリコン(柱状) 44 微細孔 45 シリコン基板 10 ダイヤモンド薄膜 11 多孔質シリコン基板 12 単結晶シリコン基板 1,34 シリコン基板 3 マグネットコイル 2,35 サンプルホルダー 4 バイアス電圧 5,32 反応性気体導入口 6 マイクロ波 導波管 31 反応容器 33 金属タングステン製フィラメント 41 Porous silicon part 42 Original single crystal silicon part 43 Residual silicon (columnar) 44 Micropore 45 Silicon substrate 10 Diamond thin film 11 Porous silicon substrate 12 Single crystal silicon substrate 1,34 Silicon substrate 3 Magnet coil 2,35 Sample holder 4 Bias voltage 5,32 Reactive gas inlet 6 Microwave waveguide 31 Reaction vessel 33 Metal tungsten filament

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 16/26 C23C 16/02 C30B 29/04 H01L 21/205──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C23C 16/26 C23C 16/02 C30B 29/04 H01L 21/205

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも一部が多孔質化したシリコン
基板の、前記多孔質化したシリコンに密着して、ダイヤ
モンドを主構造とする薄膜が形成されていることを特徴
とするダイヤモンド薄膜。
1. A silicon substrate at least partially made porous, the porous was in close contact with the silicon, the diamond thin film characterized in that the thin film you a diamond as the main structure is formed.
【請求項2】 請求項1において、前記多孔質化した
リコン孔は、10オングストロームから500ナノメ
ートルの大きさを有することを特徴とするダイヤモンド
薄膜。
2. A method according to claim 1, wherein the porous phased sheet <br/> amplicon holes, diamond thin film characterized by having a size of 500 nm to 10 angstroms.
【請求項3】 請求項1において、前記ダイヤモンドを
構造とする薄膜は、単結晶あるいは多結晶であること
を特徴とするダイヤモンド薄膜。
3. The method of claim 1, the thin film you the diamond as a main structure, a diamond thin film which is a single crystal or polycrystalline.
【請求項4】 リコン基板の、一部または全部を多孔
化する工程と、前記多孔質化したシリコンに密着して
ダイヤモンドを主構造とする薄膜を形成する工程とを有
することを特徴とするダイヤモンド薄膜の作成方法。
Of 4. A silicon substrate, a step that a part or all turn into porous, that a step of forming the porous phased in close contact with the silicon you a diamond as the main structure thin film Characteristic method of making diamond thin film.
【請求項5】 請求項4において、多孔質化する工程は
陽極化成法によることを特徴とするダイヤモンド薄膜の
作成方法。
5. The method of claim 4, the method creates a diamond thin film characterized by by the step anodization to multi porosifying.
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