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開放特許情報

特許情報

発明の名称 単結晶ダイヤモンドの製造方法、単結晶ダイヤモンド、単結晶ダイヤモンド基板の製造方法、単結晶ダイヤモンド基板及び半導体デバイス
技術分野 ものづくり, ナノテクノロジー
出願日 平成26年8月29日
出願番号 特願2014-175926
公開番号 特開2016-50139
登録番号
出願人 国立大学法人電気通信大学
発明者 一色 秀夫
相馬 勇治
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概要 【要約】
【課題】本発明は、熱膨張係数の異なる材料の基板を用いた場合であっても、悪影響を生じることなく、大面積且つ高品質の単結晶ダイヤモンド膜を形成できる、単結晶ダイヤモンドの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】上記課題を解決するべく、本発明は、基板20上に複数の原子状Siを分散吸着させ、前記原子状Siを発生中心としたダイヤモンド結晶核10を形成する工程と、前記基板20上に、前記ダイヤモンド結晶核10からなるダイヤモンド結晶核郡パターン11を形成する工程と、前記ダイヤモンド結晶核郡パターン11を形成したダイヤモンド結晶核10から、ダイヤモンド結晶を選択的に成長させることで、単結晶ダイヤモンド30を形成する工程と、を備えることを特徴とする。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
 基板上に複数の配向した微小単結晶ダイヤモンドを成長する工程と、該微小単結晶ダイヤモンドからなるダイヤモンド結晶核群を選択的に成長及び一体化させる工程と、を備えることを特徴とする単結晶ダイヤモンドの製造方法。
【請求項2】
 基板上に複数の原子状Siを分散吸着させ、少なくとも炭素を含有するプラズマ中で前記基板にバイアス電圧を印加することで、前記基板上に、前記原子状Siを発生中心とし配向したたダイヤモンド結晶核を形成する工程と、前記基板上に、前記ダイヤモンド結晶核からなるダイヤモンド結晶核郡パターンを形成する工程と、前記パターンを形成したダイヤモンド結晶核郡から、ダイヤモンド結晶を選択的に成長及び一体化させることで、単結晶ダイヤモンドを形成する工程と、を備えることを特徴とする単結晶ダイヤモンドの製造方法。
【請求項3】
 前記ダイヤモンド結晶の選択的な成長は、横方向エピタキシャル成長によって行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の単結晶ダイヤモンドの製造方法。
【請求項4】
 前記ダイヤモンド結晶核郡パターンの形成は、前記基板上に複数の前記ダイヤモンド結晶核を形成した後、該ダイヤモンド結晶核の一部を除去することによって行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の単結晶ダイヤモンドの製造方法。
【請求項5】
 前記基板として、SOI基板を用いることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の単結晶ダイヤモンドの製造方法。
【請求項6】
 請求項1~5のいずれか1項に記載の単結晶ダイヤモンドの製造方法によって得られた単結晶ダイヤモンド。
【請求項7】
 請求項6に記載の単結晶ダイヤモンドを同一基板上に複数配置し、それぞれ選択的に成長及び一体化させることを特徴とする単結晶ダイヤモンド基板の製造方法。
【請求項8】
 前記基板として、SOI基板を用いることを特徴とする請求項7に記載の単結晶ダイヤモンド基板の製造方法。
【請求項9】
 請求項7又は8に記載の単結晶ダイヤモンド基板の製造方法によって得られた単結晶ダイヤモンド基板。
【請求項10】
 請求項6に記載の単結晶ダイヤモンド又は請求項9に記載の単結晶ダイヤモンド基板を用いた半導体デバイス。
【請求項11】
 ダイヤモンド単結晶を縦型のハイパワーデバイス活性領域として用い、基板上には信号制御及び前記パワーデバイスのドライブ回路を集積することを特徴とする半導体デバイス。

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