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ダイヤモンド基板及びその製造方法

国内特許コード P150012230
整理番号 2012-076
掲載日 2015年9月1日
出願番号 特願2013-263859
公開番号 特開2015-120610
出願日 平成25年12月20日(2013.12.20)
公開日 平成27年7月2日(2015.7.2)
発明者
  • 徳田 規夫
  • 猪熊 孝夫
  • 森本 隆介
  • 北條 大介
出願人
  • 国立大学法人金沢大学
発明の名称 ダイヤモンド基板及びその製造方法
発明の概要 【課題】大面積化が可能で製造が容易な高配向又は単結晶のダイヤモンド基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】単結晶シリコン基材上に大きさ10nm以下の単結晶ダイヤモンドを種結晶としてエピタキシャル成長させて得られ、高配向または単結晶である単結晶ダイヤモンド基板。単結晶シリコン基材上に大きさ10nm以下の単結晶ダイヤモンドを種結晶としてホモエピタキシャル成長させるステップと、その後にヘテロエピタキシャル成長させるステップを有するダイヤモンド基板の製造方法。また、前記単結晶シリコン基材の上に種結晶としてのナノダイヤモンド結晶が入り込む孔状若しくは溝状のエッチピットが形成されていることが好ましい。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


ダイヤモンドは5.47eVのワイドバンドギャップを有し、絶縁破壊電界強度が10MV/cmと非常に高い。
また、優れた熱伝導率を有することから高速電子デバイスとして有望視されている。
従来の高温高圧法による単結晶ダイヤモンドは結晶性が高いものの大面積化が困難であった。
非特許文献1には、単結晶のMgO基材上に単結晶イリジウムをヘテロエピタキシャル成長させ、この上にCVD法でヘテロエピタキシャル成長させた単結晶ダイヤモンドが記載されている。
しかし、同文献に開示する方法ではMgOとイリジウム単結晶を介したダイヤモンドとの間で熱膨張係数が異なり、格子ミスマッチもあり、歪みが生じやすくダイヤモンドが湾曲したり、割れが生じるために大面積化が困難であった。
本願の発明者の1人である徳田規夫らのグループは、グラファイト層が形成された種基材の上、Ir膜、Pt膜、Rh膜のいずれかを形成し、その上に単結晶ダイヤモンドを成長させた発明を提案している(特許文献1)。
グラファイト層は非特許文献1のMgO基材を用いた場合に比較して、ダイヤモンドとの間に発生する応力が小さく結晶ダイヤモンドに割れが生じるのを抑えることができる。
本発明はさらに安価に大面積化できるようにしたものである。

産業上の利用分野


本発明は高配向又は単結晶のダイヤモンド基板及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
単結晶シリコン基材上に大きさ10nm以下の単結晶ダイヤモンドを種結晶としてエピタキシャル成長させて得られ、高配向または単結晶であることを特徴とするダイヤモンド基板。

【請求項2】
単結晶シリコン基材上に大きさ10nm以下の単結晶ダイヤモンドを種結晶としてホモエピタキシャル成長させるステップと、その後にヘテロエピタキシャル成長させるステップを有することを特徴とするダイヤモンド基板の製造方法。

【請求項3】
前記単結晶シリコン基材の上にエッチピットが形成されていることを特徴とする請求項2記載のダイヤモンド基板の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
(有)金沢大学ティ・エル・オーは、金沢大学の研究者の出願特許を産業界へ技術移転することを主目的として、金沢大学の教官の出資により設立された技術移転機関です。
ご興味のある方は、下記「問合せ先」へ整理番号と共にご連絡願います。
なお、既に活用のお申し込み・お打合わせ等の段階に入っている場合もございますので、予めご承知おきください。


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