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SURFACE PROCESSING METHOD OF DIAMOND

Patent code P150012233
File No. 2010-061
Posted date Sep 1, 2015
Application number P2012-032198
Publication number P2013-166677A
Patent number P5948578
Date of filing Feb 16, 2012
Date of publication of application Aug 29, 2013
Date of registration Jun 17, 2016
Inventor
  • (In Japanese)徳田 規夫
  • (In Japanese)猪熊 孝夫
  • (In Japanese)福井 真
  • (In Japanese)神谷 昇吾
  • (In Japanese)山崎 聡
  • (In Japanese)竹内 大輔
  • (In Japanese)牧野 俊晴
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人金沢大学
  • (In Japanese)国立研究開発法人産業技術総合研究所
Title SURFACE PROCESSING METHOD OF DIAMOND
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for simply and safely performing flattening or oxygen termination processing on a diamond surface.
SOLUTION: In the presence of a hydrogen source substance, oxidation processing is performed at a temperature of 300 to 1,200°C. The oxidation processing is performed under conditions where the concentration of O in an inert gas is 0.01 to 30% and the concentration of HO is twice or more the concentration of O. Furthermore, if the oxidation processing can be performed in the presence of an oxygen source, the oxidation needs not necessarily use oxygen. Heating to a range of 300 to 1,200°C results from considering a reaction time, substantial reaction does not progress at lower than 300°C and in the case of reaction under atmospheric pressure or the like, heating may be performed to a range of 300 to 1,200°C or higher preferably of 400 to 800°C.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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HNO3:H2SO4=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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
不活性ガス中のO2濃度0.01~30%及び水素源物質としてH2O濃度がO2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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012032198thum.jpg
State of application right Registered
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