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ダイヤモンドの表面処理方法

国内特許コード P150012233
整理番号 2010-061
掲載日 2015年9月1日
出願番号 特願2012-032198
公開番号 特開2013-166677
登録番号 特許第5948578号
出願日 平成24年2月16日(2012.2.16)
公開日 平成25年8月29日(2013.8.29)
登録日 平成28年6月17日(2016.6.17)
発明者
  • 徳田 規夫
  • 猪熊 孝夫
  • 福井 真
  • 神谷 昇吾
  • 山崎 聡
  • 竹内 大輔
  • 牧野 俊晴
出願人
  • 国立大学法人金沢大学
  • 国立研究開発法人産業技術総合研究所
発明の名称 ダイヤモンドの表面処理方法
発明の概要 【課題】ダイヤモンド表面を簡単で安全な方法で平坦化又は酸素終端化処理できる方法を提供する。
【解決手段】水素源物質の存在下、300~1200℃の温度にて酸化処理する。不活性ガス中のO濃度0.01~30%及びHO濃度がO濃度の2倍以上の条件下で酸化処理する。また、酸化処理は酸素源の存在下で酸化できれば、必ずしも酸素による酸化である必要はない。300~1200℃の範囲に加熱するのは反応時間を考慮したものであり、300℃未満では実質的な反応が進行せず、大気圧下等で反応させる場合に300~1200℃、好ましくは400~800℃の範囲がよい。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


ダイヤモンドは各種デバイスの基板材料等の半導体材料として、従来のSi,GaAs,SiC,GaN等に比較して優れた物性を有している。
しかし、ダイヤモンドは物質の中で最も硬い分類に属し、化学的にも安定性が高いために表面の平坦化が難しかった。
特許文献1は、ダイヤモンドの表面にこのダイヤモンドと異なる材料からなる平坦な被膜を形成した後に、被膜との双方をエッチングし得る条件でドライエッチングする平坦化方法を開示する。
しかし、同公報に開示する方法は工程が複雑であり、処理費用も高価になる。



また、マイクロ波プラズマCVD法等を用いて、エピタキシャル成長させた人工ダイヤモンド等の場合に、そのままでは表面が水素終端表面になっている。
水素によって終端化されているダイヤモンドと、酸素によって終端化されているダイヤモンドとでは電気特性等に大きな差があり、表面の絶縁化が必要な場合には水素終端表面を酸素終端表面に置換する必要があった。
そこで、従来はHNO:HSO=1:3の混酸を約290℃前後に加熱した水溶液に浸漬する方法が行われていたが、混酸の取扱いやその後の洗浄が大変であった。
また、混酸処理ではダイヤモンド表面を平坦化することはできない。
特許文献2は、希ガスをスパッタリングしてダイヤモンド表面を希ガス終端化処理した後に酸素終端化処理する方法を開示する。
しかし、スパッタリングの際にダイヤモンド表面がエッチングされる問題がある。

産業上の利用分野


本発明はダイヤモンドの凹凸表面を平坦化する方法及びダイヤモンドの表面を酸素終端表面にする方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
不活性ガス中のO濃度0.01~30%及び水素源物質としてHO濃度がO濃度の2倍以上であり、300~1200℃の温度にて酸化処理することを特徴とするダイヤモンドの表面処理方法。

【請求項2】
ダイヤモンドの表面を平坦化するものであることを特徴とする請求項1記載のダイヤモンドの表面処理方法。

【請求項3】
ダイヤモンドの表面を酸素終端化処理するものであることを特徴とする請求項1記載のダイヤモンドの表面処理方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
(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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