課題番号 ：S-20-SH-0015
利用形態 ：共同研究型支援
利用課題名（日本語） ：マイクロ波プラズマCVD法によるナノ多結晶ダイヤモンド薄膜の成長
Program Title (English) ：Nanocrystalline diamond film growth via microwave plasma assisted CVD
利用者名（日本語） ：吉川太朗1)
Username (English) ：T. Yoshikawa1)
所属名（日本語） ：1) 株式会社ダイセル
Affiliation (English) ：1) DAICEL Co., Ltd.

１．概要（Summary ）
爆轟法ナノダイヤモンド粒子をSi基板表面に塗布し、それらを種結晶としてマイクロ波プラズマCVD法にてナノ多結晶ダイヤモンド薄膜を成長させた。1,2)
低出力のプラズマ発生時からメタンを４％導入することで種結晶のエッチング／消失を避け、均一で非常に薄い（＜200nm厚）ナノ多結晶ダイヤモンド薄膜をSi基板上に得ることができた。

２．実験（Experimental）
コーンズテクノロジー社製マイクロ波プラズマCVD装置（SDSシリーズ、型番：SDS5250S）を使用した。基板ホルダーは熱伝導性の低い石英製を使用したことで、入力800W、ガス圧力50Torrにて基板表面温度がダイヤモンド成長の適温である900-1000℃に達した。ガス流量は水素500sccm、メタン20sccmとした。また、ステージ位置はプラズマ立ち上げ時のみ40.0mmとし、その直後に32.0mmに移動させて成膜を行った。

３．結果と考察（Results and Discussion）
ダイヤモンド成長中は基板表面温度をレーザー干渉により測定したが、ダイヤモンド膜の成長に伴う観測温度の波状変動がはっきりと観測された。この波状変動は１λで140nmの膜厚の成長に相当するため、正確に成長中のダイヤモンド薄膜の厚さを見積もることができた。結果、10-20minという非常に短い成長時間であったが、目視で光学干渉によるピング～黄色がSi基板表面に均一にみられるような、約100nm厚かそれ以上の厚さのナノ多結晶ダイヤモンド膜が得られた。

４．その他・特記事項（Others）
参考・関連文献
Taro Yoshikawa, Verena Zuerbig, Fang Gao, René Hoffmann, Christoph E Nebel, Oliver Ambacher, and Vadim Lebedev, Langmuir 31 (19), 5319-5325 (2015).
Taro Yoshikawa, Fang Gao, Verena Zuerbig, Christian Giese, Christoph E Nebel, Oliver Ambacher, and Vadim Lebedev, Diamond and Related Materials 63, 103-107 (2016).

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし。

６．関連特許（Patent）
なし。