単結晶ダイヤモンド

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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
特許公報	PDFのダウンロードはこちらから
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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