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JPH03126697A - Manufacturing method of diamond single crystal substrate - Google Patents

Manufacturing method of diamond single crystal substrate

Info

Publication number
JPH03126697A
JPH03126697A JP26682589A JP26682589A JPH03126697A JP H03126697 A JPH03126697 A JP H03126697A JP 26682589 A JP26682589 A JP 26682589A JP 26682589 A JP26682589 A JP 26682589A JP H03126697 A JPH03126697 A JP H03126697A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
diamond
film
substrate
diamond single
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26682589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Tomikawa
唯司 富川
Tsunenobu Kimoto
恒暢 木本
Nobuhiko Fujita
藤田 順彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP26682589A priority Critical patent/JPH03126697A/en
Publication of JPH03126697A publication Critical patent/JPH03126697A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、ダイヤモンド半導体素子やダイヤモンド単結
晶ヒートシンクの製造に有用なダイヤモンド単結晶基板
の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a diamond single crystal substrate useful for manufacturing diamond semiconductor devices and diamond single crystal heat sinks.

【従来の技術】[Conventional technology]

半導体素子を形成するための半導体の材料は良好な単結
晶もしくは単結晶層であることが重要である。特に半導
体素子の特性向上のためには結晶欠陥の少ない単結晶が
必要不可欠である。 このような半導体材料として従来からシリコン、ガリウ
ムヒ素等が主に利用されてきた。 ダイヤモンドも半導体として好ましい性質を有し、耐熱
、耐環境性に優れた半導体素子、あるいは高出力パワー
トランジスタ等の用途への応用が検討されている。 しかしダイヤモンドは容易安価に材料を入手できない。 現状ではこの単結晶ダイヤモンドの工業的生産は超高圧
合成により数■角程度のものが得られるに留まっている
。小さいというだけでなく価格自体も高価であり、大量
に安価な半導体素子を生産する上で重大な問題であった
。 一方最近になって炭素を含むガスと水素の混合ガスをマ
イクロ波や、熱を用いて励起して気相反応させ、基板上
にダイヤモンド薄膜を形成する気相合成法(CVD)が
確立された。基板としてダイヤモンド単結晶、金属、シ
リコンなどが試みられている。 ダイヤモンド単結晶を基板とした場合、ダイヤモンド基
板上にエピタキシャル成長した単結晶ダイヤモンド膜の
形成が確認されている。 FuJImorl et al、Vacuum vol
、311i、99”102,198BしかしこのCVD
法を用いてもシリコン等の異種基板上には多結晶ダイヤ
モンド層しか成長できない。 単結晶ダイヤモンド層は前記の高圧合成法で作製した高
価なダイヤモンド単結晶基板の上にしか形成できない。 このため安価な薄膜単結晶ダイヤモンド基板を提供する
に至っていないのが現状である。ここで薄膜単結晶ダイ
ヤモンド基板というのはなんらかの基板上にダイヤモン
ド単結晶薄膜を成長させたものを基板として利用すると
いうことである。 多様な基板の上にダイヤモンド単結晶をエピタキシャル
成長させる試みが多くなされている。例えば、特開昭E
i4−3098号はマグネシアスピネル単結晶基板状に
ダイヤモンドを気相成長させると、単結晶に成るといっ
ている。しかしこのような提案は再現性に乏しく実用的
には問題が多い。 またダイヤモンドは切削工具やヒートシンクなどの機構
部品への応用も進んでいる。この用途に対しても、単結
晶のダイヤモンド材料としては、半導体の場合と同様に
、ダイヤモンドとしては高圧合成によるものを用いるし
かない。この分野でも安価なダイヤモンド単結晶基板を
提供するに至っていないのが現状である。
It is important that the semiconductor material used to form the semiconductor device be a good single crystal or single crystal layer. In particular, single crystals with few crystal defects are essential for improving the characteristics of semiconductor devices. Conventionally, silicon, gallium arsenide, etc. have been mainly used as such semiconductor materials. Diamond also has favorable properties as a semiconductor, and its application to applications such as semiconductor elements with excellent heat resistance and environmental resistance, and high-output power transistors is being considered. However, diamond materials cannot be obtained easily and cheaply. At present, the industrial production of single-crystal diamond is limited to a few cubic squares obtained through ultra-high-pressure synthesis. Not only are they small, but they are also expensive, which is a serious problem in producing large quantities of inexpensive semiconductor devices. On the other hand, recently, a vapor phase synthesis method (CVD) has been established in which a mixture of carbon-containing gas and hydrogen is excited using microwaves or heat to cause a gas phase reaction and form a diamond thin film on a substrate. . Single crystal diamond, metal, silicon, etc. have been tried as substrates. When a diamond single crystal is used as a substrate, the formation of a single crystal diamond film epitaxially grown on the diamond substrate has been confirmed. FuJImorl et al, Vacuum vol.
, 311i, 99"102,198B but this CVD
Even if this method is used, only a polycrystalline diamond layer can be grown on a foreign substrate such as silicon. A single-crystal diamond layer can only be formed on an expensive single-crystal diamond substrate produced by the high-pressure synthesis method described above. For this reason, it is currently not possible to provide an inexpensive thin-film single-crystal diamond substrate. Here, the term "thin film single crystal diamond substrate" means that a diamond single crystal thin film is grown on some kind of substrate and used as the substrate. Many attempts have been made to epitaxially grow diamond single crystals on various substrates. For example, JP-A-Sho E
No. i4-3098 states that when diamond is vapor phase grown on a magnesia spinel single crystal substrate, it becomes a single crystal. However, such proposals have poor reproducibility and are problematic in practice. Diamond is also increasingly being applied to mechanical parts such as cutting tools and heat sinks. For this purpose, the only single-crystal diamond material to be used is one produced by high-pressure synthesis, as in the case of semiconductors. At present, even in this field, inexpensive diamond single crystal substrates have not been provided.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

以上述べてきたように、半導体素子形成や、ヒートシン
ク用途などに必要なダイヤモンド単結晶基板は従来は高
圧下で合成されたもの、または高圧合成された基板上に
CVD法により形成されたものしかなかった。 高圧下で合成されたダイヤモンド単結晶自体は高価であ
るため、大量に安価なダイヤモンド半導体素子もしくは
、ダイヤモンドヒートシンクを生産する上で問題であっ
た。 このような問題を解決し、半導体素子形成や切削工具用
途などに必要なダイヤモンド単結晶基板を大量に安価に
提供することが本発明の目的である。
As mentioned above, diamond single-crystal substrates required for semiconductor device formation and heat sink applications have conventionally only been synthesized under high pressure, or formed on high-pressure synthesized substrates by CVD. Ta. Since the diamond single crystal itself synthesized under high pressure is expensive, it has been a problem in producing inexpensive diamond semiconductor elements or diamond heat sinks in large quantities. It is an object of the present invention to solve these problems and provide inexpensively large quantities of diamond single crystal substrates necessary for semiconductor element formation, cutting tool applications, and the like.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本発明のダイヤモンド単結晶基板の製造方法は、ダイヤ
モンド単結晶基板上にCuまたはN1の少なくとも一方
からなる金属単結晶薄膜をエピタキシャル成長させる工
程と、上記金属単結晶薄膜上にダイヤモンド単結晶膜を
エピタキシャル成長させる工程と、上記ダイヤモンド単
結晶膜を基台に接着するかまたはダイヤモンド単結晶膜
を樹脂でモールドする工程と、上記金属単結晶薄膜を選
択的にエツチングしダイヤモンド基板上からダイヤモン
ド単結晶膜を剥離する工程を有することを特徴とする。 図面によって説明する。第1図はダイヤモンド単結晶基
板1に、NlもしくはCuの少なくとも一方からなる金
属単結晶薄膜2をエピタキシャル成長させた状態を示す
。 5− ここで使用するダイヤモンド単結晶基板1は、高圧合成
法などにより製造された合成ダイヤモンドもしくは天然
ダイヤモンド等から切り出した基板や、その基板の上に
公知のCVD法によりダイヤモンド単結晶層をエピタキ
シャル成長させた薄膜基板でよい。 CuもしくはN1の少なくとも一方からなる金属単結晶
薄膜2は公知の分子線蒸着法(MBE法)で形成できる
。ここで、金属単結晶薄膜2はCu又はN1の金属単層
の膜であっても良いし、CuとN1の交互に積層された
多層膜であってもよい。 金属単結晶薄膜の厚みは薄すぎると後にエツチングする
ときエツチング液の浸透がわるくなり剥離しにくくなる
ため、100λ以上あることが望ましい。 金属薄膜が単結晶でなければならない理由はこの上にダ
イヤモンドの単結晶をエピタキシャル成長させなければ
成らないからである。 その上のダイヤモンド単結晶薄膜3は公知のCVD法(
例えば、マイクロ波プラズマCVD法)−〇− 等で形成できる。 つぎの工程は2つの方法がありいずれかを選択すればよ
い。 ひとつの方法は第4図に示すように、ダイヤモンド単結
晶薄膜3の上にろう4により、基台5をろうづけするこ
とである。これは後に、ダイヤモンド単結晶薄膜を剥離
したときに、ダイヤモンド単結晶薄膜が薄くて独立して
形状を保てないので、基台5によって形状を与えこれを
支持するためである。基台5、ろう4は選択エツチング
液に融は難いものであれば良い。たとえば基台5として
は、ステンレス鋼等を用いることができる。 もう一つの方法は第5図に示すように、ろうや基台のか
わりに、選択エツチング液に溶は難い樹脂6で直接にダ
イヤモンド単結晶薄膜3をモールドすることである。樹
脂6がダイヤモンド単結晶薄膜に形状を与えこれを保持
するためである。 次に金属単結晶薄膜を選択エツチングする。 エツチング液はNl、Cuをエツチングするが、ダイヤ
モンドをエツチングしないものであることが必要である
。例えば、硝酸、塩化第2鉄水溶液等のエツチング液を
用いることができる。 金属単結晶薄膜を選択エツチングした後は、第4図のよ
うに、ろう、基台に支持したものは、第6図に示すよう
になる。基台5の上にダイヤモンド単結晶膜3がろう4
によって接着支持された構造になっている。ダイヤモン
ド単結晶膜3が表面に出ているので、これをダイヤモン
ド単結晶基板として、半導体素子の基板、機構部品の基
板として用いることができる。 第5図のようにダイヤモンド単結晶膜を樹脂でモールド
したものは、第7図に示すようになる。 樹脂6の上にダイヤモンド単結晶膜3があり、平坦性、
機械的強度等は樹脂によって付与されている。このダイ
ヤモンド単結晶膜3も同様に半導体素子基板、機構部品
の基板として、用いることが出来る。 最初に用いたダイヤモンド単結晶基板1は元の孤立した
状態に戻るので、再び使用することができる。同じよう
にして、何枚ものダイヤモンド単結晶基板を得る事がで
きる。
The method for manufacturing a diamond single crystal substrate of the present invention includes the steps of epitaxially growing a metal single crystal thin film made of at least one of Cu or N1 on a diamond single crystal substrate, and epitaxially growing a diamond single crystal film on the metal single crystal thin film. a step of adhering the diamond single crystal film to a base or molding the diamond single crystal film with a resin; and selectively etching the metal single crystal thin film to peel off the diamond single crystal film from the diamond substrate. It is characterized by having a process. This will be explained using drawings. FIG. 1 shows a state in which a metal single crystal thin film 2 made of at least one of Nl or Cu is epitaxially grown on a diamond single crystal substrate 1. As shown in FIG. 5- The diamond single-crystal substrate 1 used here is a substrate cut from synthetic diamond or natural diamond produced by high-pressure synthesis or the like, or a diamond single-crystal layer is epitaxially grown on the substrate by a known CVD method. A thin film substrate may be used. The metal single crystal thin film 2 made of at least one of Cu and N1 can be formed by a known molecular beam evaporation method (MBE method). Here, the metal single crystal thin film 2 may be a single metal layer of Cu or N1, or may be a multilayer film in which Cu and N1 are alternately laminated. The thickness of the metal single crystal thin film is desirably 100λ or more, since if it is too thin, the etching solution will not permeate the film during subsequent etching, making it difficult to peel off. The reason why the metal thin film must be a single crystal is that a diamond single crystal must be epitaxially grown thereon. The diamond single crystal thin film 3 on top of the diamond single crystal thin film 3 is deposited using the known CVD method (
For example, it can be formed by a microwave plasma CVD method). There are two methods for the next step, and you can choose one of them. One method is to braze a base 5 onto the diamond single crystal thin film 3 using a solder 4, as shown in FIG. This is because when the diamond single crystal thin film is peeled off later, since the diamond single crystal thin film is too thin to maintain its shape independently, the base 5 gives it a shape and supports it. The base 5 and the solder 4 may be made of materials that are difficult to dissolve in the selective etching solution. For example, the base 5 may be made of stainless steel or the like. Another method, as shown in FIG. 5, is to directly mold the diamond single crystal thin film 3 with resin 6, which is difficult to dissolve in a selective etching solution, instead of the wax or base. This is because the resin 6 gives the diamond single crystal thin film its shape and holds it. Next, the metal single crystal thin film is selectively etched. The etching solution etches Nl and Cu, but it is necessary that it does not etch diamond. For example, an etching solution such as nitric acid or ferric chloride aqueous solution can be used. After the metal single crystal thin film is selectively etched, as shown in FIG. 4, the film supported on the wax base becomes as shown in FIG. 6. A diamond single crystal film 3 is deposited on a wax 4 on a base 5.
The structure is adhesively supported. Since the diamond single-crystal film 3 is exposed on the surface, it can be used as a diamond single-crystal substrate, a substrate for a semiconductor element, or a substrate for a mechanical component. A diamond single crystal film molded with resin as shown in FIG. 5 is as shown in FIG. 7. There is a diamond single crystal film 3 on the resin 6, which improves flatness and
Mechanical strength etc. are provided by resin. This diamond single crystal film 3 can also be used as a semiconductor element substrate or a mechanical component substrate. The diamond single crystal substrate 1 used initially returns to its original isolated state and can be used again. In the same way, many diamond single crystal substrates can be obtained.

【  作  用  】[For works]

N1、Cuの結晶構造はfcc(面心立方)である。ダ
イヤモンドは独特のダイヤモンド構造といわれるもので
ある。fccとダイヤモンド構造は勿論具なる。しかし
ダイヤモンド構造は二つのfccが(1/4.1/4.
1/4 )だけずれて組み合わされたような構造である
。 であるから、各面方位における原子配置は、Cuおよび
Nlとダイヤモンドでは同じである。このように原子配
置が似ているという利点がある。 次に格子定数が近似しているという事がある。 ダイヤモンドの格子定数は3,5[;7λである。Cu
1N1の格子定数はそれぞれ3.B147λ、3.52
38入である。 格子定数のミスフィツト率(as  ao)/a。 は、Cu、 Niでそれぞれ1.3%、1.2%と小さ
い。 このような二つの理由で、Cu、 Nlの上にダイヤモ
ンドを、あるいはダイヤモンドの上にNl、 Cuをエ
ピタキシャル成長させる可能性が考えられる。 9− 実際、本発明者は、 ■ダイヤモンド単結晶基板上に、Cu1N+の少なくと
もひとつからなる金属膜をエピタキシャル成長させるこ
と、 ■さらにその金属単結晶膜上に、ダイヤモンド単結晶膜
をエピタキシャル成長させること、に成功した。 さらにダイヤモンドは、Cu、 N1の通常のエツチン
グ液である第2塩化鉄水溶液、硝酸等に対し殆どエツチ
ングされない。このためこれらのエツチング液により、
金属膜のみを除去し、ダイヤモンド単結晶基板から、ダ
イヤモンド単結晶膜を容易に剥離することができる。 この剥離したダイヤモンド単結晶膜は半導体素子形成用
基板や、切削工具用基板などとして用いることができる
。 従って、ダイヤモンド単結晶基板をもと基板として用い
て、半導体素子形成用基板、切削工具用基板としてのダ
イヤモンド単結晶膜を繰り返し製造することができる。 ダイヤモンド基板を何度も10− 繰り返して使うことができ、個々のもと基板を必要とし
ないため、大量に安価なダイヤモンド単結晶基板を製造
し供給することができる。
The crystal structure of N1 and Cu is fcc (face-centered cubic). Diamond has what is called a unique diamond structure. FCC and diamond structure are of course important. However, the diamond structure has two fcc (1/4.1/4.
It is a structure that looks like they are combined with a difference of 1/4). Therefore, the atomic arrangement in each plane orientation is the same in Cu, Nl, and diamond. They have the advantage of having similar atomic arrangements. Second, the lattice constants are similar. The lattice constant of diamond is 3,5[;7λ. Cu
The lattice constant of 1N1 is 3. B147λ, 3.52
It is 38 pieces. Lattice parameter misfit ratio (as ao)/a. are small at 1.3% and 1.2% for Cu and Ni, respectively. For these two reasons, it is possible to epitaxially grow diamond on Cu and Nl, or epitaxially grow Nl and Cu on diamond. 9- In fact, the present inventor has: (1) epitaxially grown a metal film made of at least one of Cu1N+ on a diamond single-crystal substrate, and (2) epitaxially grown a diamond single-crystal film on the metal single-crystal film. Successful. Furthermore, diamond is hardly etched by ferric chloride aqueous solution, nitric acid, etc., which are common etching solutions for Cu and N1. For this reason, these etching solutions
The diamond single crystal film can be easily peeled off from the diamond single crystal substrate by removing only the metal film. This peeled diamond single crystal film can be used as a substrate for forming semiconductor elements, a substrate for cutting tools, and the like. Therefore, using the diamond single crystal substrate as a base substrate, it is possible to repeatedly manufacture a diamond single crystal film as a substrate for forming a semiconductor element or a substrate for a cutting tool. Since the diamond substrate can be used over and over again and individual original substrates are not required, inexpensive diamond single crystal substrates can be manufactured and supplied in large quantities.

【実施例工】[Example work]

高圧合成法で作製した大きさ8 mmX 8 m11厚
さ1 mm1面方位(111)のダイヤモンド単結晶を
基板として、基板温度を300 ’Cで、MBE法によ
り膜厚200λのCu膜を形成した。 この膜を反射電子線回折により結晶状態を観察したとこ
ろ、単結晶(111)面のスポット状の回折点が認めら
れた。つまり、(111)面ダイヤモンドの上に、(1
11)面が平行になるように単結晶のCuがエピタキシ
ャル成長したということである。 さらにとのCu単結晶膜上に、マイクロ波CVD法によ
り、ダイヤモンド膜を形成した。条件は、原料ガス  
  0.5%CH4を含むH2基板温度     90
0″C 真空度       20 Torr ダイヤモンド膜厚   1μm このダイヤモンド膜についても反射電子線回折により結
晶状態を調べた。その結果、単結晶(111)面のスポ
ット状の回折点を得た。つまりダイヤモンドが単結晶で
あり、しかも結晶方位が下地のCu層と合致していると
いうことである。 次にこのダイヤモンド単結晶膜上に金を用いて厚さ1m
mのステンレス鋼をろうづけした。 この後、塩化第2鉄水溶液でCu単結晶膜をエツチング
し、ダイヤモンド単結晶基板から、ダイヤモンド単結晶
膜を分離した。 得られたステンレス鋼上のダイヤモンド単結晶膜につい
ても再度、反射電子線回折により結晶性の評価を行った
。スポット状の回折点から単結晶の(111)面である
ことが確認された。
A Cu film having a thickness of 200λ was formed by MBE at a substrate temperature of 300'C using a diamond single crystal of size 8 mm x 8 m11 thickness 1 mm 1 plane orientation (111) as a substrate prepared by high-pressure synthesis. When the crystal state of this film was observed by reflection electron beam diffraction, spot-shaped diffraction points on the single crystal (111) plane were observed. In other words, on the (111) plane diamond, there is a (1
11) Single crystal Cu was epitaxially grown so that the planes were parallel. Furthermore, a diamond film was formed on the Cu single crystal film by microwave CVD. The conditions are raw material gas
H2 substrate temperature containing 0.5% CH4 90
0"C Vacuum degree 20 Torr Diamond film thickness 1 μm The crystalline state of this diamond film was also investigated by reflection electron beam diffraction. As a result, spot-shaped diffraction points of the single crystal (111) plane were obtained. In other words, the diamond was It is a crystal, and the crystal orientation matches that of the underlying Cu layer.Next, gold is used to coat this single crystal diamond film to a thickness of 1 m.
m stainless steel was brazed. Thereafter, the Cu single crystal film was etched with a ferric chloride aqueous solution, and the diamond single crystal film was separated from the diamond single crystal substrate. The crystallinity of the obtained single crystal diamond film on stainless steel was again evaluated by reflection electron beam diffraction. It was confirmed from the spot-like diffraction points that it was a (111) plane of a single crystal.

【実施例■】[Example ■]

実施例Iで用いた高圧合成ダイヤモンド単結晶基板を再
度用いて、基板温度100℃で、MBE法により膜厚3
00λのNl膜を形成した。 このN1膜を反射電子線回折により結晶状態を調べた。 同様に、単結晶(111)面のスポット状の回折点が認
められた。N1膜が単結晶で、ダイヤモンドと結晶方位
が合致しているということである。 このN1膜の上にダイヤモンド膜をマイクロ波プラズマ
CVD法によって形成した。条件は、原料ガス  0.
5%CH4を含むH2基板温度      900℃ 真空度        20 Torrダイヤモンド膜
厚 2000λ である。このダイヤモンド膜についても反射電子線回折
によって評価した。その結果単結晶(111)面のスポ
ット状の回折点が得られており、ダイヤモンド膜が単結
晶であることが確認された。 次に実施例■と同様に、ダイヤモンド膜に金でステンレ
ス鋼を基台としてろうづけした。 その後、10%硝酸水溶液により、旧単結晶層をエツチ
ングし、ダイヤモンド単結晶膜をダイヤモンド単結晶基
板から分離した。 分離されたステンレス基台上のダイヤモンド膜について
、再度反射電子線回折により、結晶性を19− 評価した。この結果、このダイヤモンド膜が(111)
面の単結晶であることが確認された。
Using the high-pressure synthetic diamond single crystal substrate used in Example I again, a film thickness of 3 was formed by MBE at a substrate temperature of 100°C.
A Nl film of 00λ was formed. The crystalline state of this N1 film was examined by reflection electron beam diffraction. Similarly, spot-like diffraction points on the (111) plane of the single crystal were observed. This means that the N1 film is a single crystal, and its crystal orientation matches that of diamond. A diamond film was formed on this N1 film by microwave plasma CVD. The conditions are raw material gas 0.
H2 containing 5% CH4 Substrate temperature: 900°C, degree of vacuum: 20 Torr, diamond film thickness: 2000λ. This diamond film was also evaluated by reflected electron beam diffraction. As a result, spot-like diffraction points on the single crystal (111) plane were obtained, and it was confirmed that the diamond film was single crystal. Next, in the same manner as in Example 2, the diamond film was brazed with gold using stainless steel as a base. Thereafter, the old single crystal layer was etched with a 10% nitric acid aqueous solution, and the diamond single crystal film was separated from the diamond single crystal substrate. The crystallinity of the separated diamond film on the stainless steel base was evaluated again by reflection electron beam diffraction. As a result, this diamond film becomes (111)
It was confirmed that it was a single crystal.

【実施例■】[Example ■]

実施例I、IIで用いた高圧合成ダイヤモンド単結晶基
板を繰り返し用いて、ステンレス鋼上にダイヤモンド膜
を連続12回作製した。 このようにして作られたダイヤモンド膜について反射電
子線回折で調べると、全て単結晶(111)面に対応し
たスポット状の回折点が得られている。得られたダイヤ
モンド膜は全て単結晶膜であるということである。 このように、ダイヤモンド単結晶基板は何度も繰り返し
使用でき、回を重ねても、その上に作られたダイヤモン
ド膜の特性は劣化しない。
A diamond film was continuously produced on stainless steel 12 times by repeatedly using the high-pressure synthetic diamond single crystal substrate used in Examples I and II. When the diamond film produced in this manner is examined by reflected electron beam diffraction, spot-like diffraction points are obtained that all correspond to the single crystal (111) plane. All of the obtained diamond films are single crystal films. In this way, the diamond single-crystal substrate can be used over and over again, and the properties of the diamond film formed thereon will not deteriorate even after repeated use.

【発明の効果】【Effect of the invention】

本発明によれば、ダイヤモンド単結晶基板の上に金属単
結晶膜、ダイヤモンド単結晶膜を成長させ、金属単結晶
膜をエツチング除去するので、もとのダイヤモンド単結
晶基板を何度も繰り返し使用できる。この結果、半導体
素子形成や、切削工14− 具用途等に必要なダイヤモンド単結晶基板を大量に安価
に供給することができる。
According to the present invention, a metal single crystal film and a diamond single crystal film are grown on a diamond single crystal substrate, and the metal single crystal film is removed by etching, so the original diamond single crystal substrate can be used over and over again. . As a result, diamond single-crystal substrates necessary for forming semiconductor elements, cutting tools 14, etc. can be supplied in large quantities and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はダイヤモンド単結晶基板上に単結晶金属膜をエ
ピタキシャル成長させた構造の断面図。 第2図は前記単結晶金属膜の上にダイヤモンド単結晶膜
をエピタキシャル成長させた構造の断面図。 第3図は金属単結晶膜の選択エツチングを行っている途
中の断面図。 第4図はダイヤモンド単結晶膜上に基台をろうづけした
後に金属単結晶膜の選択エツチングを行っている途中の
状態の断面図。 第5図はダイヤモンド単結晶膜上に樹脂をモルトした後
に金属単結晶膜の選択エツチングを行っている途中の状
態の断面図。 第6図は第4図の構造において金属膜をエツチング除去
した後のダイヤモンド膜が表面に露出した状態の断面図
。 第7図は第5図の構造において金属膜をエツチング除去
した後のダイヤモンド膜が表面に露出した状態の断面図
。 ・ダイヤモンド単結晶基板 ・金属単結晶膜 ・ダイヤモンド単結晶膜 ・ろう ・基台 ・樹脂 川 本 唯  司 恒  暢 藤 田 順 彦
FIG. 1 is a cross-sectional view of a structure in which a single crystal metal film is epitaxially grown on a diamond single crystal substrate. FIG. 2 is a cross-sectional view of a structure in which a diamond single crystal film is epitaxially grown on the single crystal metal film. FIG. 3 is a cross-sectional view during selective etching of a metal single crystal film. FIG. 4 is a cross-sectional view of the state in which selective etching of the metal single crystal film is being performed after brazing the base onto the diamond single crystal film. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a metal single crystal film is being selectively etched after resin is molded onto a diamond single crystal film. FIG. 6 is a cross-sectional view of the structure shown in FIG. 4, with the diamond film exposed on the surface after the metal film has been etched away. FIG. 7 is a cross-sectional view of the structure shown in FIG. 5 with the diamond film exposed on the surface after the metal film has been etched away.・Diamond single-crystal substrate ・Metal single-crystal film ・Diamond single-crystal film ・ Wax ・ Base ・ Resin Yui Kawamoto Tsune Tsukasa Nobu Fujita Yoshihiko

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ダイヤモンド単結晶基板上にCuまたはNiの少なくと
も一方からなる金属単結晶薄膜をエピタキシャル成長さ
せる工程と、上記金属単結晶薄膜上にダイヤモンド単結
晶膜をエピタキシャル成長させる工程と、上記ダイヤモ
ンド単結晶膜を基台に接着するかまたはダイヤモンド単
結晶膜を樹脂でモールドする工程と、上記金属単結晶薄
膜を選択的にエッチングしダイヤモンド基板上からダイ
ヤモンド単結晶膜を剥離する工程を有することを特徴と
するダイヤモンド単結晶基板の製造方法。
A step of epitaxially growing a metal single crystal thin film made of at least one of Cu or Ni on a diamond single crystal substrate, a step of epitaxially growing a diamond single crystal film on the metal single crystal thin film, and a step of epitaxially growing a diamond single crystal film on the metal single crystal thin film, and using the diamond single crystal film as a base. A diamond single crystal substrate comprising the steps of adhering or molding a diamond single crystal film with a resin, and selectively etching the metal single crystal thin film and peeling off the diamond single crystal film from the diamond substrate. manufacturing method.
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