ダイヤモンド薄膜の燃焼合成における基板温度の影響－成長速度と結晶状態について

摘要

低圧下でのダイヤモンド薄膜の合成は，1982年の無機材質研究所における熱フィラメント法開発の成功［1］により大きく前進し，現在では，切削工具のコーティング，音響部品，ダイヤモンドのヒートシンクのなど，さまざまな分野での実用化が進んでいる．また，近年では半導体素子の製作も成功しつつあり，その応用範囲はさらに広がりつつある[2－4]．燃焼炎法は，低圧法の主流であるCVD法（化学気相成長法）のひとつで，火炎をプラズマ源として反応ガスの活性化に用いる方法で，1988年に広瀬ら[5]により報告されている．この方法は，当量比φが2.5以上のアセチレン／酸素火炎に現れる還元性雰囲気の内炎中に基板を挿入し，基板表面にダイヤモンド薄膜を合成するもので，特徴としては，大気開放下での合成が可能なこと，反応容器を必要とせず装置が簡便なこと，他のCVD法と比較して合成速度が最大で数十倍程度速いことなどが挙げられる[6]．さらに，平面火炎を使用することにより，析出面の大面積化も可能である．