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特開2023-113676光学的に仕上げられた薄い高アスペクト比のダイヤモンド基板又は窓、及び、これらの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023113676
(43)【公開日】2023-08-16
(54)【発明の名称】光学的に仕上げられた薄い高アスペクト比のダイヤモンド基板又は窓、及び、これらの製造方法
(51)【国際特許分類】
C30B 29/04 20060101AFI20230808BHJP
C30B 25/18 20060101ALI20230808BHJP
C01B 32/25 20170101ALI20230808BHJP
【ＦＩ】
C30B29/04 P
C30B25/18
C01B32/25
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023080374
(22)【出願日】2023-05-15
(62)【分割の表示】P 2021036391の分割
【原出願日】2016-04-18
(31)【優先権主張番号】62/148,339
(32)【優先日】2015-04-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】15/093,160
(32)【優先日】2016-04-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】502334032
【氏名又は名称】コヒレント コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｃｏｒｐ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002734
【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】シュイ，ウエン－チン
(72)【発明者】
【氏名】リィウ，チャオ
(72)【発明者】
【氏名】アイスラー，エルギン，イー．
(72)【発明者】
【氏名】バルバロッサ，ジョヴァンニ
(72)【発明者】
【氏名】タナー，チャールズ，ディー．
(72)【発明者】
【氏名】アンダーソン，トーマス，イー．
(57)【要約】 （修正有）
【課題】薄く、ダイヤモンド表面の片側又は両側が光学的に仕上げられた、大面積のダイヤモンドフィルム、窓又は基板を提供する。
【解決手段】ダイヤモンドフィルム、基板又は窓を形成する方法では、シリコン基板が提供され、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓が前記シリコン基板の表面上にＣＶＤ成長する。前記成長したダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、１００以上のアスペクト比を有し、前記アスペクト比は、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の最大寸法を前記ダイヤモンドフィルムの厚さで割った比である。前記シリコン基板は、必要に応じて、前記成長したダイヤモンドフィルム、基板又は窓から除去又は分離することができる。
【選択図】図２
【解決手段】ダイヤモンドフィルム、基板又は窓を形成する方法では、シリコン基板が提供され、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓が前記シリコン基板の表面上にＣＶＤ成長する。前記成長したダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、１００以上のアスペクト比を有し、前記アスペクト比は、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の最大寸法を前記ダイヤモンドフィルムの厚さで割った比である。前記シリコン基板は、必要に応じて、前記成長したダイヤモンドフィルム、基板又は窓から除去又は分離することができる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ）研磨された表面を有する基板であって、前記研磨された表面が、２０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する光学的に仕上げられた表面を有する、基板と、
（ｂ）前記基板の前記研磨された表面に接続されたダイヤモンドフィルム、基板又は窓であって、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の最大寸法を前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の厚さで割ったアスペクト比が１００以上であるダイヤモンドフィルム、基板又は窓と、
を備えている、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の中間体。
（ｂ）前記基板の前記研磨された表面に接続されたダイヤモンドフィルム、基板又は窓であって、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の最大寸法を前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の厚さで割ったアスペクト比が１００以上であるダイヤモンドフィルム、基板又は窓と、
を備えている、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の中間体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互作用
本出願は、２０１５年４月１６日に出願された米国仮出願第６２／１４８，３３９号及
び２０１６年４月７日に出願された米国特許出願第１５／０９３，１６０号の利益を主張
し、参照することによって本願に組み込まれる。
本出願は、２０１５年４月１６日に出願された米国仮出願第６２／１４８，３３９号及
び２０１６年４月７日に出願された米国特許出願第１５／０９３，１６０号の利益を主張
し、参照することによって本願に組み込まれる。
【0002】
発明の分野
本出願は、少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面を有する薄いダイヤモンドフィ
ルム、基板又は窓に関する。ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、厚さに対する最大寸
法として定義される、大きなアスペクト比を有する。また、本発明は、ダイヤモンドフィ
ルム、基板又は窓の製造方法に関する。
本出願は、少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面を有する薄いダイヤモンドフィ
ルム、基板又は窓に関する。ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、厚さに対する最大寸
法として定義される、大きなアスペクト比を有する。また、本発明は、ダイヤモンドフィ
ルム、基板又は窓の製造方法に関する。
【0003】
関連技術の説明
ダイヤモンドは、モース硬度１０を有する、既知の最も硬い材料であり、その硬さが、
例えば切断、切削、穴あけ、フライス削り等の用途においてダイヤモンドを有用にさせる
。また、ダイヤモンドは、最大で２０００～２２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有する
既知の最も熱伝導性が高い材料であり、この熱伝導率が、厳しい条件下における温度管理
用途においてダイヤモンドを望ましくさせる。さらに、ダイヤモンドは低い摩擦係数を有
し、この摩擦係数が、例えばブレーキ等の用途においてダイヤモンドを汎用性のある材料
にさせる。ダイヤモンド上にダイヤモンドを用いると、摩擦係数が低くなり、過酷な条件
下での潤滑用途において有利になる。また、ダイヤモンドは、マイクロ波、赤外線、可視
光及び他の紫外線電磁波を送信するための優れた光学材料である。さらに、ダイヤモンド
は、高フルエンス核放射線の検出器として用いる際、非常に安定である。その上、ダイヤ
モンドは、高温又は極低温条件下でさえ、強酸、強塩基、強酸化剤又は強還元剤を含み得
る化学的環境において、非常に不活性でもある。さらに、ダイヤモンドは、高い屈折率を
有し、宝石産業において広く用いられる。
ダイヤモンドは、モース硬度１０を有する、既知の最も硬い材料であり、その硬さが、
例えば切断、切削、穴あけ、フライス削り等の用途においてダイヤモンドを有用にさせる
。また、ダイヤモンドは、最大で２０００～２２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有する
既知の最も熱伝導性が高い材料であり、この熱伝導率が、厳しい条件下における温度管理
用途においてダイヤモンドを望ましくさせる。さらに、ダイヤモンドは低い摩擦係数を有
し、この摩擦係数が、例えばブレーキ等の用途においてダイヤモンドを汎用性のある材料
にさせる。ダイヤモンド上にダイヤモンドを用いると、摩擦係数が低くなり、過酷な条件
下での潤滑用途において有利になる。また、ダイヤモンドは、マイクロ波、赤外線、可視
光及び他の紫外線電磁波を送信するための優れた光学材料である。さらに、ダイヤモンド
は、高フルエンス核放射線の検出器として用いる際、非常に安定である。その上、ダイヤ
モンドは、高温又は極低温条件下でさえ、強酸、強塩基、強酸化剤又は強還元剤を含み得
る化学的環境において、非常に不活性でもある。さらに、ダイヤモンドは、高い屈折率を
有し、宝石産業において広く用いられる。
【0004】
ダイヤモンドは、多用途かつ貴重な材料であるにもかかわらず、その入手性は、自然界
では限られている。土から採掘されたダイヤモンドは、一般的には単結晶であり、その幾
何学的寸法はサイズが制限され、しばしば、大きな寸法を必要とする工業用途においては
小さすぎる。多くの場合、自然界で形成されたダイヤモンドは、不純物及び結晶欠陥を含
む。結晶サイズが比較的大きく、化学成分が比較的純粋で、結晶欠陥がない比較的完全な
ダイヤモンド結晶は、非常に高価で、たいていの場合に貴重である。
では限られている。土から採掘されたダイヤモンドは、一般的には単結晶であり、その幾
何学的寸法はサイズが制限され、しばしば、大きな寸法を必要とする工業用途においては
小さすぎる。多くの場合、自然界で形成されたダイヤモンドは、不純物及び結晶欠陥を含
む。結晶サイズが比較的大きく、化学成分が比較的純粋で、結晶欠陥がない比較的完全な
ダイヤモンド結晶は、非常に高価で、たいていの場合に貴重である。
【0005】
合成ダイヤモンドは、極めて高い圧力及び極めて高い温度下において化学反応器内で工
業的に製造される（ＨＴＨＰプロセス）ことが知られている。このような過酷な合成条件
のため、ダイヤモンドの寸法と同様に、反応器のサイズは制限される。また、このプロセ
スは、過酷で要求が厳しいダイヤモンド成長条件に関係して、プロセス、装置及び安全性
において高コストになる。たいていの場合、ＨＴＨＰプロセスでは、ダイヤモンド格子内
へ触媒不純物を取り込むため、黄色がかった色を有するダイヤモンドを製造する。その上
、ＨＴＨＰプロセスでは、大径のダイヤモンドウェハーを製造することができない。
業的に製造される（ＨＴＨＰプロセス）ことが知られている。このような過酷な合成条件
のため、ダイヤモンドの寸法と同様に、反応器のサイズは制限される。また、このプロセ
スは、過酷で要求が厳しいダイヤモンド成長条件に関係して、プロセス、装置及び安全性
において高コストになる。たいていの場合、ＨＴＨＰプロセスでは、ダイヤモンド格子内
へ触媒不純物を取り込むため、黄色がかった色を有するダイヤモンドを製造する。その上
、ＨＴＨＰプロセスでは、大径のダイヤモンドウェハーを製造することができない。
【0006】
工業的に、ダイヤモンドを、化学蒸着（ＣＶＤ）と呼ばれるプロセスを用いて反応器内
で成長させてもよい。この場合、適した成長条件をマイクロ波強化プラズマ、タングステ
ン熱フィラメント、ＤＣジェットプラズマ、レーザー誘起プラズマ、アセチレン・トーチ
等によって達成し得る。ＣＶＤ成長プロセスは、低応力フィルム又はクラックのない大き
なサイズのダイヤモンドを得ることが困難であるにもかかわらず、異なる基板及び／又は
自立ダイヤモンド厚膜上に多結晶ダイヤモンド薄膜をうまく成長させることができること
も、当該技術分野においてよく知られている。
で成長させてもよい。この場合、適した成長条件をマイクロ波強化プラズマ、タングステ
ン熱フィラメント、ＤＣジェットプラズマ、レーザー誘起プラズマ、アセチレン・トーチ
等によって達成し得る。ＣＶＤ成長プロセスは、低応力フィルム又はクラックのない大き
なサイズのダイヤモンドを得ることが困難であるにもかかわらず、異なる基板及び／又は
自立ダイヤモンド厚膜上に多結晶ダイヤモンド薄膜をうまく成長させることができること
も、当該技術分野においてよく知られている。
【0007】
多くのダイヤモンドの用途では、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の表面が、光又は
電磁波を伝播する目的のために、音波媒体として働く目的のために、又は、光／電磁波を
反射する、もしくは、エレクトロニクス、フォトニクス又はオプトエレクトロニクスから
、ろう付け又は接着のような結合メカニズムを介して熱エネルギーを取り除く基板として
働く目的のために、光学的に滑らかである必要がある。
電磁波を伝播する目的のために、音波媒体として働く目的のために、又は、光／電磁波を
反射する、もしくは、エレクトロニクス、フォトニクス又はオプトエレクトロニクスから
、ろう付け又は接着のような結合メカニズムを介して熱エネルギーを取り除く基板として
働く目的のために、光学的に滑らかである必要がある。
【0008】
ダイヤモンドは、世界で最も硬い材料の一つであるため、ダイヤモンドの研磨は時間が
かかり、費用がかかり、多量の熱を発生し得る。それゆえに、研磨中に接着剤によって所
定の位置でダイヤモンドを保持するのは、摩擦により発生した熱が接着剤を溶かし、又は
、壊し得るため、良い選択ではない。さらに、ダイヤモンドは壊れやすく、容易に破砕す
る。その上、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓のＣＶＤ成長は、高価な資本設備を必要
とする時間のかかるプロセスであり、該プロセスは、非常に狭い領域でダイヤモンドを成
長させるために多くの電気エネルギーを使用する。それゆえに、ＣＶＤダイヤモンドは高
価であり、一又は複数の光学的に仕上げられたダイヤモンド表面に関する要求が満たされ
るのであれば、多くの用途では、薄いダイヤモンド基板又は窓のみが必要とされる。
かかり、費用がかかり、多量の熱を発生し得る。それゆえに、研磨中に接着剤によって所
定の位置でダイヤモンドを保持するのは、摩擦により発生した熱が接着剤を溶かし、又は
、壊し得るため、良い選択ではない。さらに、ダイヤモンドは壊れやすく、容易に破砕す
る。その上、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓のＣＶＤ成長は、高価な資本設備を必要
とする時間のかかるプロセスであり、該プロセスは、非常に狭い領域でダイヤモンドを成
長させるために多くの電気エネルギーを使用する。それゆえに、ＣＶＤダイヤモンドは高
価であり、一又は複数の光学的に仕上げられたダイヤモンド表面に関する要求が満たされ
るのであれば、多くの用途では、薄いダイヤモンド基板又は窓のみが必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓が非常に薄い（例えば、厚さが４００ミクロン以下
）場合、特に、ダイヤモンドフィルム、窓又は基板が厚さ４００ミクロン以下に及ぶ場合
には、研磨中に所定の位置でダイヤモンドフィルム、基板又は窓を保持するのは困難であ
る。これは、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓が例えば直径等の少なくとも一つの大き
な寸法（２５ｍｍ以上）を有する場合に特に当てはまる。薄いダイヤモンドフィルム、窓
又は基板を光学的に仕上げられた表面に研磨することの制限以上に、高アスペクト比（厚
さに対する最大寸法（例えば、限定されるものではないが直径）の比）、特にダイヤモン
ド部分のアスペクト比が１００以上の場合、ダイヤモンド部分をうまく研磨及び製造する
ことにも課題がある。
）場合、特に、ダイヤモンドフィルム、窓又は基板が厚さ４００ミクロン以下に及ぶ場合
には、研磨中に所定の位置でダイヤモンドフィルム、基板又は窓を保持するのは困難であ
る。これは、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓が例えば直径等の少なくとも一つの大き
な寸法（２５ｍｍ以上）を有する場合に特に当てはまる。薄いダイヤモンドフィルム、窓
又は基板を光学的に仕上げられた表面に研磨することの制限以上に、高アスペクト比（厚
さに対する最大寸法（例えば、限定されるものではないが直径）の比）、特にダイヤモン
ド部分のアスペクト比が１００以上の場合、ダイヤモンド部分をうまく研磨及び製造する
ことにも課題がある。
【0010】
薄く、ダイヤモンド表面の片側又は両側が光学的に仕上げられた、大面積のダイヤモン
ドフィルム、窓又は基板を製造する必要がある。また、特に、３０ｍｍ以上の最大寸法（
例えば、限定されるものではないが直径）を有するダイヤモンド部品のために、１００以
上のアスペクト比を有する薄い（厚さが４００ミクロン未満）又は厚い（４００ミクロン
又はそれより厚い）ダイヤモンドフィルム、窓又は基板を製造する必要がある。また、光
又は電磁波管理に関して、ドーム、コーン、ピラミッド又は任意の非平面形状等の非平面
表面を有するダイヤモンド片は、ダイヤモンドの特異的性質を利用するために必要とされ
る。
ドフィルム、窓又は基板を製造する必要がある。また、特に、３０ｍｍ以上の最大寸法（
例えば、限定されるものではないが直径）を有するダイヤモンド部品のために、１００以
上のアスペクト比を有する薄い（厚さが４００ミクロン未満）又は厚い（４００ミクロン
又はそれより厚い）ダイヤモンドフィルム、窓又は基板を製造する必要がある。また、光
又は電磁波管理に関して、ドーム、コーン、ピラミッド又は任意の非平面形状等の非平面
表面を有するダイヤモンド片は、ダイヤモンドの特異的性質を利用するために必要とされ
る。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本明細書に記載される薄いダイヤモンド基板又は窓は、少なくとも一つの光学的に仕上
げられた表面及び１００以上のアスペクト比、又は、４００ミクロン以下の厚さ及び２５
ｍｍ以上の最大形状寸法の組み合わせを含む。
げられた表面及び１００以上のアスペクト比、又は、４００ミクロン以下の厚さ及び２５
ｍｍ以上の最大形状寸法の組み合わせを含む。
【0012】
薄いダイヤモンド基板又は窓の厚さは、４００ミクロン以下、３５０ミクロン以下、３
００ミクロン以下、２５０ミクロン以下又は２００ミクロン以下としてもよい。薄いダイ
ヤモンド基板又は窓の最大寸法は、２５ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、６０ｍ
ｍ以上、８０ｍｍ以上又は１００ｍｍ以上としてもよい。薄いダイヤモンド基板又は窓の
アスペクト比は、１００以上、１２５以上、１５０以上、１７５以上又は２００以上とし
てもよい。
００ミクロン以下、２５０ミクロン以下又は２００ミクロン以下としてもよい。薄いダイ
ヤモンド基板又は窓の最大寸法は、２５ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、６０ｍ
ｍ以上、８０ｍｍ以上又は１００ｍｍ以上としてもよい。薄いダイヤモンド基板又は窓の
アスペクト比は、１００以上、１２５以上、１５０以上、１７５以上又は２００以上とし
てもよい。
【0013】
本明細書に記載されるＣＶＤダイヤモンドは、例えばシリコンからなる犠牲基板上で成
長し、その表面が必要に応じて光学的に仕上げられていてもよい。アズグロウンダイヤモ
ンド表面は、従来の研磨プロセスによって研磨し、５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎ
ｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する光学的仕上げレベル
としてもよい。そして、表面上にダイヤモンドが成長する犠牲基板を（化学的及び又は機
械的に）取り除いて、少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面を有する自立ダイヤモ
ンドフィルム、基板又は窓の片を製造してもよい。
長し、その表面が必要に応じて光学的に仕上げられていてもよい。アズグロウンダイヤモ
ンド表面は、従来の研磨プロセスによって研磨し、５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎ
ｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する光学的仕上げレベル
としてもよい。そして、表面上にダイヤモンドが成長する犠牲基板を（化学的及び又は機
械的に）取り除いて、少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面を有する自立ダイヤモ
ンドフィルム、基板又は窓の片を製造してもよい。
【0014】
ＣＶＤダイヤモンドが光学的に仕上げられた（例えば、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、
１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又は２ｎｍ以下の表面粗さＲａ）犠牲基板の表面上に成長する
場合、ＣＶＤ成長ダイヤモンドの核生成側は、犠牲基板の表面粗さとほぼ一致する表面粗
さＲａを有する。一例では、ＣＶＤ成長ダイヤモンドの核生成側は、２０ｎｍ以下、１５
ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又は２ｎｍ以下の基板のＲａに対して、それぞれ、
５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下のＲａを有
する。ダイヤモンドが、犠牲基板の表面上でＣＶＤ成長した後、犠牲基板とは反対側のＣ
ＶＤ成長ダイヤモンド側を、従来の研磨プロセスによって、必要に応じて研磨してもよい
。本明細書に記載されるＣＶＤダイヤモンドが光学的に仕上げられていない犠牲基板の表
面（例えば、化学的にエッチングされた及び／又は機械的に仕上げられた表面）上に成長
する場合、ＣＶＤ成長ダイヤモンドの成長側表面を、従来の研磨プロセスによって研磨し
てもよい。そうすると、ＣＶＤ成長ダイヤモンドは、成長側（５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以
下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ））上に光学的に仕
上げられた表面を一つだけ有する。
１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又は２ｎｍ以下の表面粗さＲａ）犠牲基板の表面上に成長する
場合、ＣＶＤ成長ダイヤモンドの核生成側は、犠牲基板の表面粗さとほぼ一致する表面粗
さＲａを有する。一例では、ＣＶＤ成長ダイヤモンドの核生成側は、２０ｎｍ以下、１５
ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又は２ｎｍ以下の基板のＲａに対して、それぞれ、
５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下のＲａを有
する。ダイヤモンドが、犠牲基板の表面上でＣＶＤ成長した後、犠牲基板とは反対側のＣ
ＶＤ成長ダイヤモンド側を、従来の研磨プロセスによって、必要に応じて研磨してもよい
。本明細書に記載されるＣＶＤダイヤモンドが光学的に仕上げられていない犠牲基板の表
面（例えば、化学的にエッチングされた及び／又は機械的に仕上げられた表面）上に成長
する場合、ＣＶＤ成長ダイヤモンドの成長側表面を、従来の研磨プロセスによって研磨し
てもよい。そうすると、ＣＶＤ成長ダイヤモンドは、成長側（５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以
下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ））上に光学的に仕
上げられた表面を一つだけ有する。
【0015】
同様のプロセスは、非平面の光学的に仕上げられた表面（５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下
、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ））を有するダイヤモ
ンドの片を製造するためにも適用可能である。一例では、非平面表面は、ドーム、コーン
、ピラミッド、非球面、放物線及び双曲線、又は、他の非平面形状を含み得る。本明細書
に記載された薄いダイヤモンド窓又は基板を製造する方法もまた開示される。少なくとも
一つの光学的に仕上げられた表面を有する薄いダイヤモンド基板又は窓を成長させるため
の調整された成長条件もまた開示される。
、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ））を有するダイヤモ
ンドの片を製造するためにも適用可能である。一例では、非平面表面は、ドーム、コーン
、ピラミッド、非球面、放物線及び双曲線、又は、他の非平面形状を含み得る。本明細書
に記載された薄いダイヤモンド窓又は基板を製造する方法もまた開示される。少なくとも
一つの光学的に仕上げられた表面を有する薄いダイヤモンド基板又は窓を成長させるため
の調整された成長条件もまた開示される。
【0016】
本発明の様々な好ましい及び限定されない例又は態様を説明し、以下の番号を付けた項
で述べる。
で述べる。
【0017】
第１項：少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面を含み、ダイヤモンドフィルム、
基板又は窓の最大寸法をダイヤモンドフィルム、基板又は窓の厚さで割ったアスペクト比
が１００以上である、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
基板又は窓の最大寸法をダイヤモンドフィルム、基板又は窓の厚さで割ったアスペクト比
が１００以上である、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
【0018】
第２項：４００ミクロン以下（０．４ｍｍ以下）の厚さ、及び、２５ｍｍ以上の前記最
大寸法を有する、第１項に記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
大寸法を有する、第１項に記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
【0019】
第３項：少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面が、５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下
、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する、第１項又
は第２項に記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する、第１項又
は第２項に記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
【0020】
第４項：前記最大寸法が２５ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、６０ｍｍ以上、
７０ｍｍ以上、８０ｍｍ以上又は１００ｍｍ以上である、第１項～第３項のうちいずれか
一つに記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
７０ｍｍ以上、８０ｍｍ以上又は１００ｍｍ以上である、第１項～第３項のうちいずれか
一つに記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
【0021】
第５項：前記厚さが、４００ミクロン以下、３５０ミクロン以下、３００ミクロン以下
、２５０ミクロン以下又は２００ミクロン以下である、第１項～第４項のうちいずれか一
つに記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
、２５０ミクロン以下又は２００ミクロン以下である、第１項～第４項のうちいずれか一
つに記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
【0022】
第６項：前記アスペクト比が、１２５以上、１５０以上、１７５以上又は２００以上で
ある、第１項～第５項のうちいずれか一つに記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
ある、第１項～第５項のうちいずれか一つに記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
【0023】
第７項：前記最大寸法が、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の直径である、第１
項～第６項のうちいずれか一つに記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
項～第６項のうちいずれか一つに記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
【0024】
第８項：遮蔽レンズから３４ｃｍの距離における１．０６ミクロン光散乱係数が、２０
／ｃｍ以下、１５／ｃｍ以下、１０／ｃｍ以下、７／ｃｍ以下又は５／ｃｍ以下である、
第１項～第７項のうちいずれか一つに記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
／ｃｍ以下、１５／ｃｍ以下、１０／ｃｍ以下、７／ｃｍ以下又は５／ｃｍ以下である、
第１項～第７項のうちいずれか一つに記載のダイヤモンドフィルム、基板又は窓。
【0025】
第９項：ダイヤモンド核生成密度が、１．０×１０５／ｃｍ２以上、１．０×１０６／
ｃｍ２以上、１．０×１０７／ｃｍ２以上、１．０×１０８／ｃｍ２以上又は１．０×１
０９／ｃｍ２以上である、第１項～第８項のうちいずれか一つに記載のダイヤモンドフィ
ルム、基板又は窓。
ｃｍ２以上、１．０×１０７／ｃｍ２以上、１．０×１０８／ｃｍ２以上又は１．０×１
０９／ｃｍ２以上である、第１項～第８項のうちいずれか一つに記載のダイヤモンドフィ
ルム、基板又は窓。
【0026】
第１０項：（ａ）シリコン基板を提供する工程と、（ｂ）前記シリコン基板の表面上に
、１００以上のアスペクト比を有するダイヤモンドフィルム、基板又は窓をＣＶＤ成長さ
せる工程であって、前記アスペクト比が、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の最大寸法
を前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の厚さで割った比である工程と、を含む、ダイ
ヤモンドフィルム、基板又は窓を形成する方法。
、１００以上のアスペクト比を有するダイヤモンドフィルム、基板又は窓をＣＶＤ成長さ
せる工程であって、前記アスペクト比が、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の最大寸法
を前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の厚さで割った比である工程と、を含む、ダイ
ヤモンドフィルム、基板又は窓を形成する方法。
【0027】
第１１項：前記シリコン基板が、２ｍｍ以上、４ｍｍ以上、６ｍｍ以上又は８ｍｍ以上
の厚さを有する、第１０項に記載の方法。
の厚さを有する、第１０項に記載の方法。
【0028】
第１２項：さらに、工程（ｂ）の前に、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、
５ｎｍ以下又は２ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する光学的仕上げまでシリコン基板表
面を研磨する工程を含む、第１０項又は第１１項に記載の方法。
５ｎｍ以下又は２ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する光学的仕上げまでシリコン基板表
面を研磨する工程を含む、第１０項又は第１１項に記載の方法。
【0029】
第１３項：前記アズグロウンダイヤモンドフィルム、基板又は窓の核生成側は、前記シ
リコン基板の研磨された表面のＲａよりも大きいＲａを有し、前記シリコン基板の研磨さ
れた表面のＲａが２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又は２ｎｍ以
下である場合には、前記アズグロウンダイヤモンドフィルム、基板又は窓の核生成側のＲ
ａが、それぞれ５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ
以下である、第１０項～第１２項のうちいずれか一つに記載の方法。
リコン基板の研磨された表面のＲａよりも大きいＲａを有し、前記シリコン基板の研磨さ
れた表面のＲａが２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又は２ｎｍ以
下である場合には、前記アズグロウンダイヤモンドフィルム、基板又は窓の核生成側のＲ
ａが、それぞれ５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ
以下である、第１０項～第１２項のうちいずれか一つに記載の方法。
【0030】
第１４項：前記シリコン基板表面、及び、前記アズグロウンダイヤモンドフィルム、基
板又は窓の核生成側は、それぞれ７５０ｎｍ以上の表面粗さ（Ｒａ）を有する、第１０項
～第１３項のうちいずれか一つに記載の方法。
板又は窓の核生成側は、それぞれ７５０ｎｍ以上の表面粗さ（Ｒａ）を有する、第１０項
～第１３項のうちいずれか一つに記載の方法。
【0031】
第１５項：さらに、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓がまだ前記シリコン基板上
にある間に、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の成長表面を５０ｎｍ以下、３０ｎ
ｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）まで研磨する
工程を含む、第１０項～第１４項のうちいずれか一つに記載の方法。
にある間に、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の成長表面を５０ｎｍ以下、３０ｎ
ｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）まで研磨する
工程を含む、第１０項～第１４項のうちいずれか一つに記載の方法。
【0032】
第１６項：前記シリコン基板の表面、及び、前記アズグロウンダイヤモンドフィルム、
基板又は窓の核生成側は非平面であり、前記アズグロウンダイヤモンドフィルム、基板又
は窓の核生成側の形状は、前記シリコン基板の表面形状に適合する反転形状である、第１
０項～第１５項のうちいずれか一つに記載の方法。
基板又は窓の核生成側は非平面であり、前記アズグロウンダイヤモンドフィルム、基板又
は窓の核生成側の形状は、前記シリコン基板の表面形状に適合する反転形状である、第１
０項～第１５項のうちいずれか一つに記載の方法。
【0033】
第１７項：前記アズグロウンダイヤモンドフィルム、基板又は窓の核生成側は、ドーム
、コーン、ピラミッド、非球面、放物線及び双曲線の形状のうちいずれか一つを有する、
第１０項～第１６項のうちいずれか一つに記載の方法。
、コーン、ピラミッド、非球面、放物線及び双曲線の形状のうちいずれか一つを有する、
第１０項～第１６項のうちいずれか一つに記載の方法。
【0034】
第１８項：さらに、前記成長したダイヤモンドフィルム、基板又は窓から前記シリコン
基板を化学的又は機械的に除去する工程を含む、第１０項～第１７項のうちいずれか一つ
に記載の方法。
基板を化学的又は機械的に除去する工程を含む、第１０項～第１７項のうちいずれか一つ
に記載の方法。
【0035】
第１９項：前記アズグロウンダイヤモンドフィルム、基板又は窓の成長側は、前記アズ
グロウンダイヤモンドフィルム、基板又は窓の核生成側よりも大きな熱伝導率を有する、
第１０項～第１８項のうちいずれか一つに記載の方法。
グロウンダイヤモンドフィルム、基板又は窓の核生成側よりも大きな熱伝導率を有する、
第１０項～第１８項のうちいずれか一つに記載の方法。
【0036】
第２０項：さらに、前記成長したダイヤモンドフィルム、基板又は窓の成長表面に光管
理コーティングを適用する工程、及び／又は、前記成長したダイヤモンドフィルム、基板
又は窓から前記シリコン基板を除去した後に、前記成長したダイヤモンドフィルム、基板
又は窓の核生成側に前記光管理コーティングを適用する工程のうち少なくとも一つを含む
、第１０項～第１９項のうちいずれか一つに記載の方法。
理コーティングを適用する工程、及び／又は、前記成長したダイヤモンドフィルム、基板
又は窓から前記シリコン基板を除去した後に、前記成長したダイヤモンドフィルム、基板
又は窓の核生成側に前記光管理コーティングを適用する工程のうち少なくとも一つを含む
、第１０項～第１９項のうちいずれか一つに記載の方法。
【0037】
第２１項：さらに、シリコン基板表面上で成長した前記ダイヤモンドフィルム、基板又
は窓を有する前記シリコン基板を一又は複数の片に切断する工程を含む、第１０項～第２
０項のうちいずれか一つに記載の方法。
は窓を有する前記シリコン基板を一又は複数の片に切断する工程を含む、第１０項～第２
０項のうちいずれか一つに記載の方法。
【0038】
第２２項：工程（ｂ）は、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素及びホウ素のうち少な
くとも一つを含む雰囲気下で、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓をＣＶＤ成長させ
る工程を含む、第１０項～第２１項のうちいずれか一つに記載の方法。
くとも一つを含む雰囲気下で、前記ダイヤモンドフィルム、基板又は窓をＣＶＤ成長させ
る工程を含む、第１０項～第２１項のうちいずれか一つに記載の方法。
【0039】
第２３項：工程（ｂ）の前に、前記シリコン基板の表面にダイヤモンド粒子を播種する
、第１０項～第２２項のうちいずれか一つに記載の方法。
、第１０項～第２２項のうちいずれか一つに記載の方法。
【0040】
第２４項：（１）含水ダイヤモンドスラリー又は有機ダイヤモンドスラリー浴中におけ
る前記シリコン基板の超音波処理、（２）ダイヤモンド粉末を用いた前記シリコン基板の
研磨、又は、（３）前記シリコン基板のダイヤモンド切削、のうち少なくとも一つを経て
、前記シリコン基板にダイヤモンド粒子を播種する、第１０項～第２３項のうちいずれか
一つに記載の方法。
る前記シリコン基板の超音波処理、（２）ダイヤモンド粉末を用いた前記シリコン基板の
研磨、又は、（３）前記シリコン基板のダイヤモンド切削、のうち少なくとも一つを経て
、前記シリコン基板にダイヤモンド粒子を播種する、第１０項～第２３項のうちいずれか
一つに記載の方法。
【0041】
第２５項：（１）液体懸濁液中のサブミクロン又はミクロンサイズのダイヤモンド粉末
から構成される超音波浴中における前記シリコン基板の超音波処理、及び、（２）液体懸
濁液中の平均粒子径が１００ｎｍ未満のナノ結晶ダイヤモンド粉末から構成される超音波
浴中における前記シリコン基板の超音波処理、のうち少なくとも一つを経て、前記シリコ
ン基板にダイヤモンド粒子を播種する、第１０項～第２４項のうちいずれか一つに記載の
方法。前記液体懸濁液は、水、アルコール、炭化水素又は他の有機溶媒のうち一又は複数
を含み得る。
から構成される超音波浴中における前記シリコン基板の超音波処理、及び、（２）液体懸
濁液中の平均粒子径が１００ｎｍ未満のナノ結晶ダイヤモンド粉末から構成される超音波
浴中における前記シリコン基板の超音波処理、のうち少なくとも一つを経て、前記シリコ
ン基板にダイヤモンド粒子を播種する、第１０項～第２４項のうちいずれか一つに記載の
方法。前記液体懸濁液は、水、アルコール、炭化水素又は他の有機溶媒のうち一又は複数
を含み得る。
【0042】
第２６項：前記シリコン基板の最大寸法が、２５ｍｍ以上、５０．８ｍｍ以上、６６ｍ
ｍ以上、７６ｍｍ以上、１０１ｍｍ以上又は１２７ｍｍ以上である、第１０項～第２５項
のうちいずれか一つに記載の方法。
ｍ以上、７６ｍｍ以上、１０１ｍｍ以上又は１２７ｍｍ以上である、第１０項～第２５項
のうちいずれか一つに記載の方法。
【0043】
第２７項：前記シリコン基板の最大寸法が、前記シリコン基板の直径である、第１０項
～第２６項のうちいずれか一つに記載の方法。
～第２６項のうちいずれか一つに記載の方法。
【0044】
第２８項：シリコン基板上にＣＶＤ成長したダイヤモンドフィルム、基板又は窓を含み
、２００ミクロン以上、３００ミクロン以上、５００ミクロン以上、１ｍｍ以上、２ｍｍ
以上又は５ｍｍ以上の全厚さを有し、直径が２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上
、５０ｍｍ以上、７５ｍｍ以上、１００ｍｍ以上、１２５ｍｍ以上又は１５０ｍｍ以上で
ある、ダイヤモンド－シリコン複合基板。
、２００ミクロン以上、３００ミクロン以上、５００ミクロン以上、１ｍｍ以上、２ｍｍ
以上又は５ｍｍ以上の全厚さを有し、直径が２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上
、５０ｍｍ以上、７５ｍｍ以上、１００ｍｍ以上、１２５ｍｍ以上又は１５０ｍｍ以上で
ある、ダイヤモンド－シリコン複合基板。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1A】図１Ａは、犠牲基板上にダイヤモンドフィルム、窓又は基板をＣＶＤ成長させる一例の方法のフロー図であって、前記方法の一つの経路では、成長したダイヤモンドフィルム、窓又は基板の核生成側又は表面のみが光学的に仕上げられた表面を有し、前記方法のもう一つの経路では、成長したダイヤモンドフィルム、窓又は基板の両方の核生成側又は表面が光学的に仕上げられた表面を有する。
【発明を実施するための形態】
【0046】
以下の例は、添付の図面を参照して説明され、同じ符号は、同様又は機能的に等しい要
素に対応する。
素に対応する。
【0047】
一例では、ダイヤモンドフィルム、窓又は基板は、少なくとも一つの光学的に仕上げら
れた表面を含むことができ、アスペクト比を１００以上とし得る。別の例では、ダイヤモ
ンドフィルム、窓又は基板は、４００ミクロン以下の厚さと、２５ｍｍ以上の幾何学的寸
法（最大寸法）との組み合わせを含んでいてもよい。光学的に仕上げられた表面は、５０
ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さＲａ
を有していてもよい。
れた表面を含むことができ、アスペクト比を１００以上とし得る。別の例では、ダイヤモ
ンドフィルム、窓又は基板は、４００ミクロン以下の厚さと、２５ｍｍ以上の幾何学的寸
法（最大寸法）との組み合わせを含んでいてもよい。光学的に仕上げられた表面は、５０
ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さＲａ
を有していてもよい。
【0048】
ダイヤモンドフィルム、窓又は基板は、２５ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、
６０ｍｍ以上、７０ｍｍ以上、８０ｍｍ以上又は１００ｍｍ以上の最大幾何学的寸法を有
していてもよい。
６０ｍｍ以上、７０ｍｍ以上、８０ｍｍ以上又は１００ｍｍ以上の最大幾何学的寸法を有
していてもよい。
【0049】
ダイヤモンドフィルム、窓又は基板は、４００ミクロン以下、３５０ミクロン以下、３
００ミクロン以下、２５０ミクロン以下又は２００ミクロン以下であってもよい。
００ミクロン以下、２５０ミクロン以下又は２００ミクロン以下であってもよい。
【0050】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓のアスペクト比（本明細書では、ダイヤモンドフィ
ルム、基板又は窓の厚さに対するダイヤモンドフィルム、基板又は窓の最大寸法として定
義される）は、１００以上、１２５以上、１５０以上、１７５以上又は２００以上であっ
てもよい。
ルム、基板又は窓の厚さに対するダイヤモンドフィルム、基板又は窓の最大寸法として定
義される）は、１００以上、１２５以上、１５０以上、１７５以上又は２００以上であっ
てもよい。
【0051】
可視光又は電磁波を透過するために、ダイヤモンドフィルム、窓又は基板の片側又は両
側の表面を、光学的に仕上げてもよい。光エネルギーの吸収が少ない高品質ダイヤモンド
が望ましい可能性がある。実際、少量の光吸収が望ましいことがある。ランベルト・ベー
ルの法則によると、以下の通りである。
側の表面を、光学的に仕上げてもよい。光エネルギーの吸収が少ない高品質ダイヤモンド
が望ましい可能性がある。実際、少量の光吸収が望ましいことがある。ランベルト・ベー
ルの法則によると、以下の通りである。
【0052】
【数1】
【0053】
ここで、Ａは吸光度、Ｉは透過光強度、Ｉ０は入射光強度、ελは吸光係数、ｌは光路
の長さ、ｃは光吸収分子の濃度である。
の長さ、ｃは光吸収分子の濃度である。
【0054】
ダイヤモンドフィルム、窓又は基板を通る光吸収を低減する一つの方法は、ダイヤモン
ドの品質に変化がないとすれば、光路の長さ、例えば、透光性ダイヤモンドフィルム、窓
又は基板の厚さｌを減らすことである。また、ダイヤモンドフィルム、窓又は基板を透過
する間の光散乱は、光路の長さ（光がダイヤモンドフィルム、基板又は窓の厚さに垂直に
進む場合、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の厚さに等しい）に直接相関し得る。一例
では、最少量の光を吸収及び／又は散乱させる目的で、薄いダイヤモンドフィルム、基板
又は窓は、光学的に仕上げられた両側表面を有していてもよい。
ドの品質に変化がないとすれば、光路の長さ、例えば、透光性ダイヤモンドフィルム、窓
又は基板の厚さｌを減らすことである。また、ダイヤモンドフィルム、窓又は基板を透過
する間の光散乱は、光路の長さ（光がダイヤモンドフィルム、基板又は窓の厚さに垂直に
進む場合、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の厚さに等しい）に直接相関し得る。一例
では、最少量の光を吸収及び／又は散乱させる目的で、薄いダイヤモンドフィルム、基板
又は窓は、光学的に仕上げられた両側表面を有していてもよい。
【0055】
可視光又は電磁波を反射する、又は、温度管理のために、エレクトロニクス、フォトニ
クス又はオプトエレクトロニクス（例えば、限定されるものではないが、レーザーダイオ
ード、レーザーダイオードアレイ（バー）、面発光型半導体レーザー、面発光型半導体レ
ーザーのアレイ、発光デバイス等）等のデバイスに結合する用途では、ダイヤモンドフィ
ルム、窓又は基板の少なくとも一つの表面を、光学的に仕上げてもよい。電磁波を反射す
るためのダイヤモンドフィルム、窓又は基板の厚さは、数（１～９）ミクロン、数十（１
０～９９）ミクロン、又は、数百（１００～９９９）ミクロンであってもよい。一例では
、ダイヤモンドフィルム、窓又は基板が薄いほど、コストは低くなる。一例では、温度管
理のために、１５０～２００ミクロンの厚さのダイヤモンドフィルム、窓又は基板が、多
くの用途において、熱源から熱エネルギーを奪うのに十分となり得る。それゆえに、例え
ば電磁波の反射又は温度管理の用途で要求されるよりも厚いダイヤモンドフィルム、窓又
は基板は、単にコストの増加を意味し、必ずしも必要ではない。
クス又はオプトエレクトロニクス（例えば、限定されるものではないが、レーザーダイオ
ード、レーザーダイオードアレイ（バー）、面発光型半導体レーザー、面発光型半導体レ
ーザーのアレイ、発光デバイス等）等のデバイスに結合する用途では、ダイヤモンドフィ
ルム、窓又は基板の少なくとも一つの表面を、光学的に仕上げてもよい。電磁波を反射す
るためのダイヤモンドフィルム、窓又は基板の厚さは、数（１～９）ミクロン、数十（１
０～９９）ミクロン、又は、数百（１００～９９９）ミクロンであってもよい。一例では
、ダイヤモンドフィルム、窓又は基板が薄いほど、コストは低くなる。一例では、温度管
理のために、１５０～２００ミクロンの厚さのダイヤモンドフィルム、窓又は基板が、多
くの用途において、熱源から熱エネルギーを奪うのに十分となり得る。それゆえに、例え
ば電磁波の反射又は温度管理の用途で要求されるよりも厚いダイヤモンドフィルム、窓又
は基板は、単にコストの増加を意味し、必ずしも必要ではない。
【0056】
ここで、本明細書で記載するダイヤモンドフィルム、窓又は基板を言及する場合、ダイ
ヤモンドフィルム、窓又は基板等の語は、個々に、又は、組み合わせて、交換可能に用い
られてもよい。
ヤモンドフィルム、窓又は基板等の語は、個々に、又は、組み合わせて、交換可能に用い
られてもよい。
【0057】
ダイヤモンドは硬い材料であると同時に、非常に脆い。ダイヤモンドフィルムが薄い（
例えば、４００×１０－６ｍ以下）場合、及び、最大幾何学的寸法が大きい場合、ダイヤ
モンドフィルム片は、非常に壊れやすい。例えばＣＶＤによって、厚さが薄く、その最長
寸法が大きいダイヤモンドフィルム片を単独で成長させることは、困難である。
例えば、４００×１０－６ｍ以下）場合、及び、最大幾何学的寸法が大きい場合、ダイヤ
モンドフィルム片は、非常に壊れやすい。例えばＣＶＤによって、厚さが薄く、その最長
寸法が大きいダイヤモンドフィルム片を単独で成長させることは、困難である。
【0058】
一例の従来技術の多結晶ダイヤモンドフィルム成長プロセスは、ダイヤモンドフィルム
が特定の厚さに達するまで、高温で金属基板上にダイヤモンドフィルムを成長させる工程
を含み、そうすると、ダイヤモンドフィルムの熱膨張係数（ＣＴＥ）（１×１０－６ｍ／
ｍ－Ｋ）と金属基板のＣＴＥ（タングステンの場合は４．６×１０－６ｍ／ｍ－Ｋ、モリ
ブデンの場合は５．０×１０－６ｍ／ｍ－Ｋ等）との差に起因して、ダイヤモンドフィル
ムが金属基板から望ましくない層間剥離が起こる。金属基板上のダイヤモンドフィルムの
厚さが１ｍｍ以上である場合、ダイヤモンドフィルムは層間剥離を免れるが、しばしば望
ましくない割れが生じ、ダイヤモンドフィルムからダイヤモンド部品を切り出す（採取す
る）可能性を低下させる。ダイヤモンドフィルムの厚さが５００ミクロンよりも小さい場
合、ダイヤモンドフィルムの破砕又は亀裂の問題が象徴的になる。ダイヤモンドフィルム
の厚さが３００～４００ミクロン以下の場合、（タングステン又はモリブデンのような）
金属基板から、サイズが顕著な、割れていない、又は、破砕していないダイヤモンドフィ
ルムの片を採取することが困難になる。それゆえに、従来技術では、一又は複数の光学的
に仕上げられた表面を有し、かつ、顕著な最大寸法、例えば直径を有する、薄い（例えば
４００×１０－６ｍ以下）ダイヤモンドフィルム、窓又は基板を製造する工程は、従来の
薄化／研磨プロセスが使用されると仮定すると、厚いアズグロウンダイヤモンドフィルム
から開始しなければならなかった。これは、高価な成長及び製造プロセスとなる。
が特定の厚さに達するまで、高温で金属基板上にダイヤモンドフィルムを成長させる工程
を含み、そうすると、ダイヤモンドフィルムの熱膨張係数（ＣＴＥ）（１×１０－６ｍ／
ｍ－Ｋ）と金属基板のＣＴＥ（タングステンの場合は４．６×１０－６ｍ／ｍ－Ｋ、モリ
ブデンの場合は５．０×１０－６ｍ／ｍ－Ｋ等）との差に起因して、ダイヤモンドフィル
ムが金属基板から望ましくない層間剥離が起こる。金属基板上のダイヤモンドフィルムの
厚さが１ｍｍ以上である場合、ダイヤモンドフィルムは層間剥離を免れるが、しばしば望
ましくない割れが生じ、ダイヤモンドフィルムからダイヤモンド部品を切り出す（採取す
る）可能性を低下させる。ダイヤモンドフィルムの厚さが５００ミクロンよりも小さい場
合、ダイヤモンドフィルムの破砕又は亀裂の問題が象徴的になる。ダイヤモンドフィルム
の厚さが３００～４００ミクロン以下の場合、（タングステン又はモリブデンのような）
金属基板から、サイズが顕著な、割れていない、又は、破砕していないダイヤモンドフィ
ルムの片を採取することが困難になる。それゆえに、従来技術では、一又は複数の光学的
に仕上げられた表面を有し、かつ、顕著な最大寸法、例えば直径を有する、薄い（例えば
４００×１０－６ｍ以下）ダイヤモンドフィルム、窓又は基板を製造する工程は、従来の
薄化／研磨プロセスが使用されると仮定すると、厚いアズグロウンダイヤモンドフィルム
から開始しなければならなかった。これは、高価な成長及び製造プロセスとなる。
【0059】
上述のように、ダイヤモンドは硬く、脆い。ダイヤモンドフィルムは、厚さが薄く、大
きな寸法、例えば直径を有する場合、壊れやすくなる。ダイヤモンドは、不活性でもある
。ダイヤモンドを研磨する工程は、主に、ダイヤモンド粒子を必要とする機械的な力を用
いて行う。それゆえに、特にダイヤモンドの厚さが４００ミクロン以下であり、最大寸法
、例えば直径が４０ｍｍ以上である場合、研磨中に所定の位置で薄いダイヤモンドの片を
保持することは困難になる。ダイヤモンドフィルムの厚さが薄くなる（例えば３００ミク
ロン以下）場合、最大寸法が２５ｍｍ以上であるダイヤモンドの片を研磨することは、ほ
ぼ不可能になる。それゆえに、従来の方法で、最大寸法が顕著であり、少なくとも一つの
光学的に仕上げられた表面を有する薄いダイヤモンドフィルム、窓又は基板の片を製造す
るために、厚いアズグロウンダイヤモンドウェハーの片を使用することは、費用がかかる
だけでなく、困難である。
きな寸法、例えば直径を有する場合、壊れやすくなる。ダイヤモンドは、不活性でもある
。ダイヤモンドを研磨する工程は、主に、ダイヤモンド粒子を必要とする機械的な力を用
いて行う。それゆえに、特にダイヤモンドの厚さが４００ミクロン以下であり、最大寸法
、例えば直径が４０ｍｍ以上である場合、研磨中に所定の位置で薄いダイヤモンドの片を
保持することは困難になる。ダイヤモンドフィルムの厚さが薄くなる（例えば３００ミク
ロン以下）場合、最大寸法が２５ｍｍ以上であるダイヤモンドの片を研磨することは、ほ
ぼ不可能になる。それゆえに、従来の方法で、最大寸法が顕著であり、少なくとも一つの
光学的に仕上げられた表面を有する薄いダイヤモンドフィルム、窓又は基板の片を製造す
るために、厚いアズグロウンダイヤモンドウェハーの片を使用することは、費用がかかる
だけでなく、困難である。
【0060】
本明細書に記載された指針に従った薄いダイヤモンドフィルム、基板又は窓を製造する
方法の例は、図１Ａ及び１Ｂのフロー図に示す。本明細書に記載された例は、一寸法、例
えば直径が大きい犠牲基板（例えばシリコン）を用いる。
方法の例は、図１Ａ及び１Ｂのフロー図に示す。本明細書に記載された例は、一寸法、例
えば直径が大きい犠牲基板（例えばシリコン）を用いる。
【0061】
【0062】
工程１００では、少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面を有する基板が提供され
る。工程１０２では、光学的に仕上げられた表面は、必要に応じて、ダイヤモンド粒子を
用いて、又は、ダイヤモンド切削によって播種される。工程１０４では、光学的に仕上げ
られた表面（播種された、又は、播種されていない）を有する基板は、ＣＶＤ成長装置（
例えば、図２に示すＣＶＤ反応器１６）の内部に配置される。工程１０６では、ダイヤモ
ンドフィルムが、基板上にＣＶＤ成長する。
る。工程１０２では、光学的に仕上げられた表面は、必要に応じて、ダイヤモンド粒子を
用いて、又は、ダイヤモンド切削によって播種される。工程１０４では、光学的に仕上げ
られた表面（播種された、又は、播種されていない）を有する基板は、ＣＶＤ成長装置（
例えば、図２に示すＣＶＤ反応器１６）の内部に配置される。工程１０６では、ダイヤモ
ンドフィルムが、基板上にＣＶＤ成長する。
【0063】
一例では、ダイヤモンドフィルムが光学的に仕上げられた表面（核生成表面）を一つだ
け有することが望ましい場合、工程１０６に続いて、基板材料が化学的及び／又は機械的
に除去される工程１１６が実行される。ダイヤモンドフィルムの核生成表面が光学的に仕
上げられた基板表面上にＣＶＤ成長したので、工程１１６における基板の除去によって、
工程１１８で、片側（核生成側）が光学的に仕上げられた表面を有する自立ダイヤモンド
フィルムを生成する。
け有することが望ましい場合、工程１０６に続いて、基板材料が化学的及び／又は機械的
に除去される工程１１６が実行される。ダイヤモンドフィルムの核生成表面が光学的に仕
上げられた基板表面上にＣＶＤ成長したので、工程１１６における基板の除去によって、
工程１１８で、片側（核生成側）が光学的に仕上げられた表面を有する自立ダイヤモンド
フィルムを生成する。
【0064】
一例では、ダイヤモンドフィルムの成長側表面が光学的に仕上げられていることが望ま
しい場合、工程１０６に続いて、ダイヤモンドフィルムがまだ基板上にある間に、ダイヤ
モンドフィルムの成長表面を研磨する工程１０８が実行される。一例では、研磨されたダ
イヤモンド成長表面と基板材料の層とを含む複合基板を製造することが望ましい場合、工
程１０８に続いて、基板層を薄くして、基板に接着し、研磨して光学的に仕上げられたダ
イヤモンドフィルムの成長表面を含む複合基板を製造する工程１１４が実行される。
しい場合、工程１０６に続いて、ダイヤモンドフィルムがまだ基板上にある間に、ダイヤ
モンドフィルムの成長表面を研磨する工程１０８が実行される。一例では、研磨されたダ
イヤモンド成長表面と基板材料の層とを含む複合基板を製造することが望ましい場合、工
程１０８に続いて、基板層を薄くして、基板に接着し、研磨して光学的に仕上げられたダ
イヤモンドフィルムの成長表面を含む複合基板を製造する工程１１４が実行される。
【0065】
あるいは、両側表面が光学的に仕上げられたダイヤモンドフィルムを有することが望ま
しい場合、工程１０８に続いて、基板材料が化学的及び／又は機械的に取り除かれる工程
１１０が実行される。ダイヤモンドフィルムの核生成表面が光学的に仕上げられた基板表
面上にＣＶＤ成長し、かつ、ダイヤモンドフィルムの成長表面が工程１０８で研磨された
ので、工程１１０における基板の除去は、工程１１２で、光学的に仕上げられた表面を両
側（成長側及び核生成側）に有する自立ダイヤモンドフィルムを生成する。
しい場合、工程１０８に続いて、基板材料が化学的及び／又は機械的に取り除かれる工程
１１０が実行される。ダイヤモンドフィルムの核生成表面が光学的に仕上げられた基板表
面上にＣＶＤ成長し、かつ、ダイヤモンドフィルムの成長表面が工程１０８で研磨された
ので、工程１１０における基板の除去は、工程１１２で、光学的に仕上げられた表面を両
側（成長側及び核生成側）に有する自立ダイヤモンドフィルムを生成する。
【0066】
ここで、図１Ｂを参照して、成長面上に光学的に仕上げられた表面を有するダイヤモン
ドフィルムを製造する一例について説明する。工程２００では、光学的に仕上げられた表
面を有さない基板が提供される。工程２０２では、ダイヤモンドフィルムがＣＶＤ成長す
る基板表面を、必要に応じて、ダイヤモンド粒子を用いて、及び／又は、ダイヤモンド切
削によって播種する。次に、工程２０４では、基板（播種された、又は、播種されていな
い）を、ＣＶＤ成長装置（例えば、図２に示すＣＶＤ反応器１６）の内部に配置する。工
程２０６では、ダイヤモンドフィルムが、基板上でＣＶＤ成長する。
ドフィルムを製造する一例について説明する。工程２００では、光学的に仕上げられた表
面を有さない基板が提供される。工程２０２では、ダイヤモンドフィルムがＣＶＤ成長す
る基板表面を、必要に応じて、ダイヤモンド粒子を用いて、及び／又は、ダイヤモンド切
削によって播種する。次に、工程２０４では、基板（播種された、又は、播種されていな
い）を、ＣＶＤ成長装置（例えば、図２に示すＣＶＤ反応器１６）の内部に配置する。工
程２０６では、ダイヤモンドフィルムが、基板上でＣＶＤ成長する。
【0067】
工程２０８では、ダイヤモンドフィルムの成長表面を、ダイヤモンドフィルムがまだ基
板上にある間に研磨する。基板に接着し、研磨して光学的に仕上げられたダイヤモンドフ
ィルムの成長表面を含む複合基板を製造することが望ましい場合、工程２１０に進み、基
板を、前記複合基板を製造するために薄くする。
板上にある間に研磨する。基板に接着し、研磨して光学的に仕上げられたダイヤモンドフ
ィルムの成長表面を含む複合基板を製造することが望ましい場合、工程２１０に進み、基
板を、前記複合基板を製造するために薄くする。
【0068】
ただ一つの光学的に仕上げられた表面を有する自立ダイヤモンドフィルムを製造するこ
とが望ましい場合、工程２０８から工程２１２へ進み、基板を化学的及び／又は機械的に
除去する。そして、工程２１４では、光学的に仕上げられた表面を有するダイヤモンドフ
ィルムの成長表面、及び、光学的に仕上げられた表面を有さない基板側上に成長する核生
成側のおかげで、光学的に仕上げられていない表面を有するダイヤモンドフィルムの核生
成側を備える自立ダイヤモンドフィルムを製造する。
とが望ましい場合、工程２０８から工程２１２へ進み、基板を化学的及び／又は機械的に
除去する。そして、工程２１４では、光学的に仕上げられた表面を有するダイヤモンドフ
ィルムの成長表面、及び、光学的に仕上げられた表面を有さない基板側上に成長する核生
成側のおかげで、光学的に仕上げられていない表面を有するダイヤモンドフィルムの核生
成側を備える自立ダイヤモンドフィルムを製造する。
【0069】
シリコンの熱膨張係数（ＣＴＥ）は、約３．０×１０－６ｍ／ｍ－Ｋであり、一方で、
ダイヤモンドのＣＴＥは、約１．０×１０－６ｍ／ｍ－Ｋである。ダイヤモンドフィルム
は、一般的に、高温で成長する。基板（犠牲的又は恒久的）上でのダイヤモンドフィルム
の成長が終わると、温度が実質的にダイヤモンド成長温度から室温に低下し、そうすると
、成長したダイヤモンドフィルムと基板（例えばシリコン）との間のＣＴＥの不一致が、
通常、ダイヤモンドフィルム及び／又は基板の割れを引き起こす。これは、シリコン等の
基板の一又は複数の寸法が大きい場合に、特に深刻である。その上、金属基板（例えばタ
ングステン及びモリブデン）と異なり、シリコンは脆く、ＣＶＤダイヤモンド成長プロセ
ス中、ＣＶＤプラズマ起動で基板上に残ることができない。
ダイヤモンドのＣＴＥは、約１．０×１０－６ｍ／ｍ－Ｋである。ダイヤモンドフィルム
は、一般的に、高温で成長する。基板（犠牲的又は恒久的）上でのダイヤモンドフィルム
の成長が終わると、温度が実質的にダイヤモンド成長温度から室温に低下し、そうすると
、成長したダイヤモンドフィルムと基板（例えばシリコン）との間のＣＴＥの不一致が、
通常、ダイヤモンドフィルム及び／又は基板の割れを引き起こす。これは、シリコン等の
基板の一又は複数の寸法が大きい場合に、特に深刻である。その上、金属基板（例えばタ
ングステン及びモリブデン）と異なり、シリコンは脆く、ＣＶＤダイヤモンド成長プロセ
ス中、ＣＶＤプラズマ起動で基板上に残ることができない。
【0070】
以下の比較例１では、シリコンウェハー（直径が６インチ、厚さが６２５ミクロン）を
ダイヤモンドフィルム成長のための犠牲基板として用いた。残念ながら、プラズマ調整プ
ロセス中、これらのシリコンウェハーの各々は破砕した。
ダイヤモンドフィルム成長のための犠牲基板として用いた。残念ながら、プラズマ調整プ
ロセス中、これらのシリコンウェハーの各々は破砕した。
【0071】
驚くべきことに、例えばシリコンディスク等の厚い（２ｍｍ以上）犠牲基板の片のみが
、プラズマ調整プロセスに耐えることができることを発見した。一例では、シリコンディ
スクは、２ｍｍ以上の厚さ、４ｍｍ以上の厚さ、６ｍｍ以上の厚さ、又は、８ｍｍ以上の
厚さであってもよい。
、プラズマ調整プロセスに耐えることができることを発見した。一例では、シリコンディ
スクは、２ｍｍ以上の厚さ、４ｍｍ以上の厚さ、６ｍｍ以上の厚さ、又は、８ｍｍ以上の
厚さであってもよい。
【0072】
別の例では、ＣＶＤダイヤモンド成長のために光学的に仕上げられた表面を有する、例
えばシリコン等の犠牲基板を使用する。前記犠牲基板上でＣＶＤダイヤモンドが成長後、
犠牲基板は化学的（腐食剤又はフッ化水素によって）及び／又は機械的に（研磨及び／又
はラッピングによって）除去され、結果的に従来の研磨プロセスを必要としない光学的に
仕上げられたダイヤモンド表面（核生成側上）が得られる。これによって、核生成側上に
光学的に仕上げられた表面を有する自立ダイヤモンドフィルムの薄い片を効率的で経済的
に製造することができる。
えばシリコン等の犠牲基板を使用する。前記犠牲基板上でＣＶＤダイヤモンドが成長後、
犠牲基板は化学的（腐食剤又はフッ化水素によって）及び／又は機械的に（研磨及び／又
はラッピングによって）除去され、結果的に従来の研磨プロセスを必要としない光学的に
仕上げられたダイヤモンド表面（核生成側上）が得られる。これによって、核生成側上に
光学的に仕上げられた表面を有する自立ダイヤモンドフィルムの薄い片を効率的で経済的
に製造することができる。
【0073】
別の例では、ダイヤモンドフィルムがまだ犠牲基板（例えばシリコン）上にある間に、
アズグロウンダイヤモンド（成長）表面（核生成側の反対側）を研磨する。この場合、ダ
イヤモンドフィルムと犠牲基板とを組み合わせた全厚さは、従来の研磨プロセスが、研磨
プロセス中にダイヤモンドフィルムが破砕するという重大なリスクを伴わず、前記組み合
わせを保持して研磨することを可能にする十分な厚さであり得る。アズグロウンダイヤモ
ンドフィルムの成長側上で光学レベルの仕上げを達成した後、ダイヤモンドフィルムと犠
牲基板との組み合わせは、犠牲基板を化学的及び／又は機械的に除去するプロセスを経る
ことができる。このプロセスの最後には、ダイヤモンドフィルムの薄い片は、光学的に仕
上げられた両側の表面（成長及び核生成）を有する。
アズグロウンダイヤモンド（成長）表面（核生成側の反対側）を研磨する。この場合、ダ
イヤモンドフィルムと犠牲基板とを組み合わせた全厚さは、従来の研磨プロセスが、研磨
プロセス中にダイヤモンドフィルムが破砕するという重大なリスクを伴わず、前記組み合
わせを保持して研磨することを可能にする十分な厚さであり得る。アズグロウンダイヤモ
ンドフィルムの成長側上で光学レベルの仕上げを達成した後、ダイヤモンドフィルムと犠
牲基板との組み合わせは、犠牲基板を化学的及び／又は機械的に除去するプロセスを経る
ことができる。このプロセスの最後には、ダイヤモンドフィルムの薄い片は、光学的に仕
上げられた両側の表面（成長及び核生成）を有する。
【0074】
多結晶ダイヤモンドフィルムの成長側は、ダイヤモンドフィルムの核生成側よりも良好
な熱伝導率を有し得ることが知られている。この場合、ダイヤモンドの成長側表面だけ光
学的に仕上げればよい。それゆえに、別の例では、光学的に仕上げられていない（例えば
、化学的にエッチングされた及び／又は機械的にラッピングされた表面）シリコン等の犠
牲基板を、犠牲基板として用いてもよい。
な熱伝導率を有し得ることが知られている。この場合、ダイヤモンドの成長側表面だけ光
学的に仕上げればよい。それゆえに、別の例では、光学的に仕上げられていない（例えば
、化学的にエッチングされた及び／又は機械的にラッピングされた表面）シリコン等の犠
牲基板を、犠牲基板として用いてもよい。
【0075】
一例では、犠牲基板上に成長したダイヤモンドフィルムの片の核生成側は、銅等の別の
従来の温度管理材料と比較して、良好な熱伝導率であり得る。それゆえに、光学的に仕上
げられたダイヤモンド表面の核生成側を備えれば十分である。この場合、別の例では、ダ
イヤモンドフィルムの核生成側に光学的に仕上げられた表面を有するシリコン等の犠牲基
板を使用する。ダイヤモンドフィルム成長後、成長表面（核生成側の反対側）を、必要に
応じて、平らにラッピングし、その後、化学的エッチング及び／又は機械的ラッピング／
研磨によって犠牲基板を除去することができる。このプロセスは、結果的に、従来の研磨
プロセスに頼らず、ダイヤモンドフィルムが研磨中に破砕又は破壊するリスクを避けて、
核生成側上に光学的に仕上げられた表面を有する薄い（例えば４００×１０－６ｍ以下）
ダイヤモンドフィルムをもたらし得る。
従来の温度管理材料と比較して、良好な熱伝導率であり得る。それゆえに、光学的に仕上
げられたダイヤモンド表面の核生成側を備えれば十分である。この場合、別の例では、ダ
イヤモンドフィルムの核生成側に光学的に仕上げられた表面を有するシリコン等の犠牲基
板を使用する。ダイヤモンドフィルム成長後、成長表面（核生成側の反対側）を、必要に
応じて、平らにラッピングし、その後、化学的エッチング及び／又は機械的ラッピング／
研磨によって犠牲基板を除去することができる。このプロセスは、結果的に、従来の研磨
プロセスに頼らず、ダイヤモンドフィルムが研磨中に破砕又は破壊するリスクを避けて、
核生成側上に光学的に仕上げられた表面を有する薄い（例えば４００×１０－６ｍ以下）
ダイヤモンドフィルムをもたらし得る。
【0076】
別の例では、少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面を有する犠牲基板上にダイヤ
モンドフィルムをＣＶＤ成長させた後、ダイヤモンドフィルム（犠牲基板の除去後）の光
学的に仕上げられた（核生成）表面は、例えば、反射防止コーティング、ビームスプリッ
ターコーティング、全反射コーティング等の光管理コーティングを用いて、覆われてもよ
い。このようなダイヤモンドフィルムを、特定の用途に適した異なる幾何学的寸法にレー
ザーカットしてもよい。レーザーカットは、ダイヤモンド層がまだ犠牲基板（例えばシリ
コン）上にある間に行ってもよく、レーザーカットの前に、アズグロウンダイヤモンド表
面を、必要に応じて、ラッピングし、及び／又は、研磨してもよい。
モンドフィルムをＣＶＤ成長させた後、ダイヤモンドフィルム（犠牲基板の除去後）の光
学的に仕上げられた（核生成）表面は、例えば、反射防止コーティング、ビームスプリッ
ターコーティング、全反射コーティング等の光管理コーティングを用いて、覆われてもよ
い。このようなダイヤモンドフィルムを、特定の用途に適した異なる幾何学的寸法にレー
ザーカットしてもよい。レーザーカットは、ダイヤモンド層がまだ犠牲基板（例えばシリ
コン）上にある間に行ってもよく、レーザーカットの前に、アズグロウンダイヤモンド表
面を、必要に応じて、ラッピングし、及び／又は、研磨してもよい。
【0077】
一例では、ダイヤモンドフィルムは、光学的品質（０．５／ｃｍ以下の吸光度を有し、
赤外光、近赤外光、可視光又は紫外光等の電磁波の吸収が低い）としてもよい。一例では
、ダイヤモンドフィルムはまた、マイクロ波用途のための低い損失正接を有していてもよ
い（１×１０－２以下の損失正接を有する）。一例では、ダイヤモンドフィルムはまた、
機械的及び／又は熱的グレードのダイヤモンド（暗色であってもよく、例えば８００Ｗ／
ｍ－Ｋ以上の熱伝導率を有していてもよい）としてもよい。一例では、ダイヤモンドフィ
ルムはまた、検出器グレードのダイヤモンド（１００ミクロン以上の電荷収集距離を有す
る）及び／又は電気化学的グレードのダイヤモンドとしてもよい。
赤外光、近赤外光、可視光又は紫外光等の電磁波の吸収が低い）としてもよい。一例では
、ダイヤモンドフィルムはまた、マイクロ波用途のための低い損失正接を有していてもよ
い（１×１０－２以下の損失正接を有する）。一例では、ダイヤモンドフィルムはまた、
機械的及び／又は熱的グレードのダイヤモンド（暗色であってもよく、例えば８００Ｗ／
ｍ－Ｋ以上の熱伝導率を有していてもよい）としてもよい。一例では、ダイヤモンドフィ
ルムはまた、検出器グレードのダイヤモンド（１００ミクロン以上の電荷収集距離を有す
る）及び／又は電気化学的グレードのダイヤモンドとしてもよい。
【0078】
一例では、ダイヤモンドフィルムは、マイクロ波支援プラズマＣＶＤプロセス、熱フィ
ラメントＣＶＤプロセス、熱スプレーＣＶＤプロセス、アーク放電プラズマＣＶＤプロセ
ス、直流熱プラズマＣＶＤプロセス、高周波プラズマＣＶＤプロセス、水プラズマＣＶＤ
プロセス、アセチレン・トーチＣＶＤプロセス、超高周波プラズマＣＶＤプロセス等によ
って成長させてもよい。
ラメントＣＶＤプロセス、熱スプレーＣＶＤプロセス、アーク放電プラズマＣＶＤプロセ
ス、直流熱プラズマＣＶＤプロセス、高周波プラズマＣＶＤプロセス、水プラズマＣＶＤ
プロセス、アセチレン・トーチＣＶＤプロセス、超高周波プラズマＣＶＤプロセス等によ
って成長させてもよい。
【0079】
一例では、ダイヤモンドフィルムの成長温度は、６００℃～１３００℃以上の範囲とし
てもよい。一例では、ダイヤモンドフィルムの成長速度は、サブミクロン／時間～２０ミ
クロン／時間以上としてもよい。一例では、ダイヤモンドフィルムをＣＶＤ成長させるた
めのメタン濃度は、水素中で１％に満たない値から５％に達する範囲としてもよい。一例
では、例えば、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、ホウ素等の他の添加材もまた、ダ
イヤモンド成長速度制御及び／又はダイヤモンド品質制御の目的で、ＣＶＤ成長装置内に
加えてもよい。
てもよい。一例では、ダイヤモンドフィルムの成長速度は、サブミクロン／時間～２０ミ
クロン／時間以上としてもよい。一例では、ダイヤモンドフィルムをＣＶＤ成長させるた
めのメタン濃度は、水素中で１％に満たない値から５％に達する範囲としてもよい。一例
では、例えば、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、ホウ素等の他の添加材もまた、ダ
イヤモンド成長速度制御及び／又はダイヤモンド品質制御の目的で、ＣＶＤ成長装置内に
加えてもよい。
【0080】
一例では、光学的に仕上げられているか、又は、光学的に仕上げられていない、シリコ
ン等の犠牲基板の表面を、ダイヤモンド粒子を用いた超音波処理によって、含水ダイヤモ
ンドスラリー又は有機ダイヤモンドスラリーを用いたダイヤモンド粉末又はスラリーを用
いた研磨によって、又は、ダイヤモンド切削によって、播種してもよい。
ン等の犠牲基板の表面を、ダイヤモンド粒子を用いた超音波処理によって、含水ダイヤモ
ンドスラリー又は有機ダイヤモンドスラリーを用いたダイヤモンド粉末又はスラリーを用
いた研磨によって、又は、ダイヤモンド切削によって、播種してもよい。
【0081】
一例では、ダイヤモンド成長のためのシリコン等の犠牲基板は、直径２５ｍｍ以上、直
径２インチ（５０．８ｍｍ）以上、直径６６ｍｍ以上、直径３インチ（７６．２ｍｍ）以
上、直径４インチ（１０１．６ｍｍ）以上、又は、直径５インチ（１２７ｍｍ）以上とし
てもよい。
径２インチ（５０．８ｍｍ）以上、直径６６ｍｍ以上、直径３インチ（７６．２ｍｍ）以
上、直径４インチ（１０１．６ｍｍ）以上、又は、直径５インチ（１２７ｍｍ）以上とし
てもよい。
【0082】
一例では、シリコン等の犠牲基板の厚さは、２ｍｍ以上、４ｍｍ以上、６ｍｍ以上又は
８ｍｍ以上としてもよい。
８ｍｍ以上としてもよい。
【0083】
一例では、犠牲基板（例えばシリコン）の表面は、光学的に仕上げられ、化学的にエッ
チングされ、及び／又は、例えばラッピング及び／又は研磨によって機械的に仕上げられ
てもよい。一例では、犠牲基板（例えばシリコン）の光学的に仕上げられた表面の表面粗
さＲａを、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又は２ｎｍ以下とし
てもよい。
チングされ、及び／又は、例えばラッピング及び／又は研磨によって機械的に仕上げられ
てもよい。一例では、犠牲基板（例えばシリコン）の光学的に仕上げられた表面の表面粗
さＲａを、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又は２ｎｍ以下とし
てもよい。
【0084】
一例では、例えば、ダイヤモンド構造の光学的に仕上げられた表面を必要とするドーム
（図５Ａ）、コーン（図５Ｂ）、ピラミッド（図５Ｃ）、非球面（図５Ｄ）、放物線（図
５Ｅ）、双曲線（図５Ｆ）、又は、他の非平面形状等の非平面形状のダイヤモンド構造の
場合、ダイヤモンド表面を研磨することは困難である。たとえ可能であったとしても、厚
くて大きな寸法のダイヤモンドブロックの片をこのような非平面形状に研磨することは、
過剰な時間及びコストを必要とし、無駄になるダイヤモンドの量が極度に増える。それゆ
えに、一例では、ＣＶＤダイヤモンドは、光学的に仕上げられた表面輪郭が最終的なダイ
ヤモンド基板の所望の輪郭及び形状の反転形状を有する犠牲基板（例えばシリコン）上に
成長してもよい。ダイヤモンド成長後、犠牲基板（例えばシリコン）は、エッチング（例
えばＫＯＨ又はＨＦを用いる）によって化学的に除去され、及び／又は、研磨及びラッピ
ングによって機械的に除去されてもよい。一例では、ダイヤモンドフィルムがＣＶＤ成長
し得る犠牲基板の非平面表面の輪郭を、ダイヤモンド切削プロセス又は一般的な光学的製
造プロセスによって製造してもよい。犠牲基板の非平面表面は、一又は複数の一般的な製
造プロセスを用いて形成され得る適切な及び／又は望ましい形状に作られてもよい。この
ような形状は、例えば、ドーム（図５Ａ）、コーン（図５Ｂ）、ピラミッド（図５Ｃ）、
非球面（図５Ｄ）、放物線（図５Ｅ）、双曲線（図５Ｆ）、又は、他の非平面形状を含む
。
（図５Ａ）、コーン（図５Ｂ）、ピラミッド（図５Ｃ）、非球面（図５Ｄ）、放物線（図
５Ｅ）、双曲線（図５Ｆ）、又は、他の非平面形状等の非平面形状のダイヤモンド構造の
場合、ダイヤモンド表面を研磨することは困難である。たとえ可能であったとしても、厚
くて大きな寸法のダイヤモンドブロックの片をこのような非平面形状に研磨することは、
過剰な時間及びコストを必要とし、無駄になるダイヤモンドの量が極度に増える。それゆ
えに、一例では、ＣＶＤダイヤモンドは、光学的に仕上げられた表面輪郭が最終的なダイ
ヤモンド基板の所望の輪郭及び形状の反転形状を有する犠牲基板（例えばシリコン）上に
成長してもよい。ダイヤモンド成長後、犠牲基板（例えばシリコン）は、エッチング（例
えばＫＯＨ又はＨＦを用いる）によって化学的に除去され、及び／又は、研磨及びラッピ
ングによって機械的に除去されてもよい。一例では、ダイヤモンドフィルムがＣＶＤ成長
し得る犠牲基板の非平面表面の輪郭を、ダイヤモンド切削プロセス又は一般的な光学的製
造プロセスによって製造してもよい。犠牲基板の非平面表面は、一又は複数の一般的な製
造プロセスを用いて形成され得る適切な及び／又は望ましい形状に作られてもよい。この
ような形状は、例えば、ドーム（図５Ａ）、コーン（図５Ｂ）、ピラミッド（図５Ｃ）、
非球面（図５Ｄ）、放物線（図５Ｅ）、双曲線（図５Ｆ）、又は、他の非平面形状を含む
。
【0085】
本明細書で記載されるダイヤモンドフィルムの例は、光／電磁波管理用の光学窓；エレ
クトロニクス、フォトニクス及びオプトエレクトロニクスの温度管理用の基板；化学的不
活性、音波管理、電磁波管理、摩擦制御及び検出器を含む使用のための基板；及び、例え
ば、限定されるものではないが、フライス削り、切断、穴あけ、レース加工等の機械的使
用のための材料として用いてもよい。
クトロニクス、フォトニクス及びオプトエレクトロニクスの温度管理用の基板；化学的不
活性、音波管理、電磁波管理、摩擦制御及び検出器を含む使用のための基板；及び、例え
ば、限定されるものではないが、フライス削り、切断、穴あけ、レース加工等の機械的使
用のための材料として用いてもよい。
【0086】
別の例では、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、遮蔽レンズから３４ｃｍの距離で
の１．０６ミクロン光散乱係数が、２０／ｃｍ以下、１５／ｃｍ以下、１０／ｃｍ以下、
７／ｃｍ以下又は５／ｃｍ以下であってもよい。このような光散乱係数は、光学的用途、
温度管理用途、音響管理用途等に適する可能性がある。
の１．０６ミクロン光散乱係数が、２０／ｃｍ以下、１５／ｃｍ以下、１０／ｃｍ以下、
７／ｃｍ以下又は５／ｃｍ以下であってもよい。このような光散乱係数は、光学的用途、
温度管理用途、音響管理用途等に適する可能性がある。
【0087】
別の例では、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、１．０×１０５／ｃｍ２以上、１
．０×１０６／ｃｍ２以上、１．０×１０７／ｃｍ２以上、１．０×１０８／ｃｍ２以上
又は１．０×１０９／ｃｍ２以上のダイヤモンド核生成密度を有していてもよい。このよ
うなダイヤモンド核生成密度は、音響管理のための音響波伝播、温度管理のためのフォノ
ン伝播、光管理のためのフォトン伝播に適する可能性がある。このようなダイヤモンド核
生成密度はまた、機械的用途、低い気孔率が望ましい化学的不活性、表面摩擦制御等にも
適する可能性がある。
．０×１０６／ｃｍ２以上、１．０×１０７／ｃｍ２以上、１．０×１０８／ｃｍ２以上
又は１．０×１０９／ｃｍ２以上のダイヤモンド核生成密度を有していてもよい。このよ
うなダイヤモンド核生成密度は、音響管理のための音響波伝播、温度管理のためのフォノ
ン伝播、光管理のためのフォトン伝播に適する可能性がある。このようなダイヤモンド核
生成密度はまた、機械的用途、低い気孔率が望ましい化学的不活性、表面摩擦制御等にも
適する可能性がある。
【0088】
以下の実施例及び比較例は、例示のためのものであって、限定されるものではない。
【0089】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像は、エネルギー分散型分析Ｘ線（ＥＤＡＸ）検出器を
備えた走査型電子顕微鏡を用いて得た。
備えた走査型電子顕微鏡を用いて得た。
【0090】
ラマンスペクトルは、ラマン顕微鏡（共焦点）によって得た。ラマン分光法は、ダイヤ
モンド、単結晶又は多結晶の評価の標準として広く用いられている。それは、炭素の異な
る形態（同素体）（例えばダイヤモンド、グラファイト、バッキーボール等）の各々を容
易に区別可能な識別特性がある。フォトルミエッセンス（ＰＬ）技術を組み合わせること
で、ラマン分光法は、相純度、結晶サイズ及び配向、欠陥レベル及び構造、不純物の種類
及び濃度、並びに、応力及び歪みを含むダイヤモンドの様々な特性を評価するための非破
壊的方法を提供する。特に、１３３２ｃｍ－１の一次ダイヤモンドラマンピークの幅（半
値全幅ＦＷＨＭ）は、ダイヤモンドピークとグラファイトピークとの間のラマン強度比（
１３５０ｃｍ－１のＤバンド及び１６００ｃｍ－１のＧバンド）と同様に、ダイヤモンド
品質を示す直接の指標である。さらに、ダイヤモンド粒子及びフィルムの応力及び歪みレ
ベルは、ダイヤモンドラマンピークシフトから推定し得る。静水圧応力下でのダイヤモン
ドラマンピークシフトの変化量は、約３．２ｃｍ－１／ＧＰａであり、引張応力下では低
い波数、圧縮応力下では高い波数にピークシフトすることが報告されている。ここで表わ
されるラマンスペクトルは、５１４ｎｍ励起レーザーを備えるラマン分光器を用いて得た
。
モンド、単結晶又は多結晶の評価の標準として広く用いられている。それは、炭素の異な
る形態（同素体）（例えばダイヤモンド、グラファイト、バッキーボール等）の各々を容
易に区別可能な識別特性がある。フォトルミエッセンス（ＰＬ）技術を組み合わせること
で、ラマン分光法は、相純度、結晶サイズ及び配向、欠陥レベル及び構造、不純物の種類
及び濃度、並びに、応力及び歪みを含むダイヤモンドの様々な特性を評価するための非破
壊的方法を提供する。特に、１３３２ｃｍ－１の一次ダイヤモンドラマンピークの幅（半
値全幅ＦＷＨＭ）は、ダイヤモンドピークとグラファイトピークとの間のラマン強度比（
１３５０ｃｍ－１のＤバンド及び１６００ｃｍ－１のＧバンド）と同様に、ダイヤモンド
品質を示す直接の指標である。さらに、ダイヤモンド粒子及びフィルムの応力及び歪みレ
ベルは、ダイヤモンドラマンピークシフトから推定し得る。静水圧応力下でのダイヤモン
ドラマンピークシフトの変化量は、約３．２ｃｍ－１／ＧＰａであり、引張応力下では低
い波数、圧縮応力下では高い波数にピークシフトすることが報告されている。ここで表わ
されるラマンスペクトルは、５１４ｎｍ励起レーザーを備えるラマン分光器を用いて得た
。
【0091】
研磨されたダイヤモンドフィルムの片又はシリコンの片の表面における表面粗さ（Ｒａ
）及びＰｅａｋ－ｔｏ－Ｖａｌｌｅｙ（ＰＶ）測定値は、２０倍対物レンズを備えた干渉
計によって得られた。測定面積は、２００ミクロン×３５０ミクロンであった。
）及びＰｅａｋ－ｔｏ－Ｖａｌｌｅｙ（ＰＶ）測定値は、２０倍対物レンズを備えた干渉
計によって得られた。測定面積は、２００ミクロン×３５０ミクロンであった。
【0092】
マイクロ波プラズマによってダイヤモンドの化学蒸着が向上されることは、当該技術分
野においてよく知られている。図２は、本明細書に記載される方法で多結晶ダイヤモンド
４を成長させるために使用することができるマイクロ波プラズマＣＶＤシステム２の一例
を示す概略図である。図２に示すＣＶＤシステム２の使用において、水素及びメタンを含
む反応性ガス６の混合物を、マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させる。反応
性ガス６の混合物の流量は、マスフローコントローラ８によって調整される。排出ガス１
０は、ＣＶＤ反応器１６から、主として真空ポンプ１２へ流れる。マイクロ波エネルギー
は、一般的にマグネトロン１４によって生成され、石英窓１８を通ってＣＶＤ反応器１６
へ誘導される。反応器１６内では、マイクロ波エネルギーは、プラズマ２０に変換され、
反応性ガス６の水素分子を水素フリーラジカルにラジカル化させ、同様に、反応性ガス６
のメタン分子をメチルフリーラジカル、メチレンフリーラジカル、メチンフリーラジカル
、及び、２以上の炭素を含む二次又は三次フリーラジカルにラジカル化させる。ＣＶＤ反
応器１６の底部には、その上で多結晶ダイヤモンドフィルム４が成長する基板２４を支持
する基板ホルダー２２又は土台が配置される。シリコン、チタン、ニオブ、モリブデン、
タングステン、タンタル、又は、必要に応じて適切な炭化物形成物の基板２４を基板ホル
ダー２２上に配置してもよい。
野においてよく知られている。図２は、本明細書に記載される方法で多結晶ダイヤモンド
４を成長させるために使用することができるマイクロ波プラズマＣＶＤシステム２の一例
を示す概略図である。図２に示すＣＶＤシステム２の使用において、水素及びメタンを含
む反応性ガス６の混合物を、マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させる。反応
性ガス６の混合物の流量は、マスフローコントローラ８によって調整される。排出ガス１
０は、ＣＶＤ反応器１６から、主として真空ポンプ１２へ流れる。マイクロ波エネルギー
は、一般的にマグネトロン１４によって生成され、石英窓１８を通ってＣＶＤ反応器１６
へ誘導される。反応器１６内では、マイクロ波エネルギーは、プラズマ２０に変換され、
反応性ガス６の水素分子を水素フリーラジカルにラジカル化させ、同様に、反応性ガス６
のメタン分子をメチルフリーラジカル、メチレンフリーラジカル、メチンフリーラジカル
、及び、２以上の炭素を含む二次又は三次フリーラジカルにラジカル化させる。ＣＶＤ反
応器１６の底部には、その上で多結晶ダイヤモンドフィルム４が成長する基板２４を支持
する基板ホルダー２２又は土台が配置される。シリコン、チタン、ニオブ、モリブデン、
タングステン、タンタル、又は、必要に応じて適切な炭化物形成物の基板２４を基板ホル
ダー２２上に配置してもよい。
【0093】
プラズマ２０が発生中、炭素種を含むラジカル化されたフリーラジカルは、基板２４の
表面に衝突し、「ヒットアンドスティック」と呼ばれるメカニズムによって炭素種が定着
する。プラズマ２０によって生成された水素フリーラジカルは、まだ水素原子を含む固定
表面炭素種に衝突し、水素原子をこのような固定炭素種から引き抜き、水素原子の数がよ
り少ないＣ－Ｃ結合を形成するために、すべての水素原子が引き抜かれるまで、表面炭素
フリーラジカルを形成する。いくつかの純粋な炭素－炭素結合は、本質的にｓｐ３であり
得、これはダイヤモンド格子にとって望ましい。いくつかの純粋な炭素－炭素結合は、本
質的にｓｐ２であり得、これは本質的にグラファイトにあるものであるから望ましくない
。しかしながら、水素フリーラジカルは、ｓｐ３炭素をダイヤモンド格子から取り除くよ
りも速く、ｓｐ２炭素をグラファイト種から取り除くことができる。
表面に衝突し、「ヒットアンドスティック」と呼ばれるメカニズムによって炭素種が定着
する。プラズマ２０によって生成された水素フリーラジカルは、まだ水素原子を含む固定
表面炭素種に衝突し、水素原子をこのような固定炭素種から引き抜き、水素原子の数がよ
り少ないＣ－Ｃ結合を形成するために、すべての水素原子が引き抜かれるまで、表面炭素
フリーラジカルを形成する。いくつかの純粋な炭素－炭素結合は、本質的にｓｐ３であり
得、これはダイヤモンド格子にとって望ましい。いくつかの純粋な炭素－炭素結合は、本
質的にｓｐ２であり得、これは本質的にグラファイトにあるものであるから望ましくない
。しかしながら、水素フリーラジカルは、ｓｐ３炭素をダイヤモンド格子から取り除くよ
りも速く、ｓｐ２炭素をグラファイト種から取り除くことができる。
【0094】
プラズマ２０のサイズが、基板２４の表面を覆うのに十分な大きさのサイズに調整され
る場合、反応性ガス６の混合物中の水素及びメタンの濃度は、成長温度に加えて、ダイヤ
モンド成長のための重大なパラメーターであることが、当該技術分野においてよく知られ
ている。マイクロ波エネルギー及び反応器１６内の圧力は、基板サイズに大きく依存する
。当業者は、本明細書で記載された手順及び指示に従い、高品質のダイヤモンドフィルム
、窓又は基板の播種、蒸着及び成長の目的で、プラズマ２０を、異なるサイズの基板２４
を覆うのに十分な大きさの適切なサイズに調整することができるはずである。
る場合、反応性ガス６の混合物中の水素及びメタンの濃度は、成長温度に加えて、ダイヤ
モンド成長のための重大なパラメーターであることが、当該技術分野においてよく知られ
ている。マイクロ波エネルギー及び反応器１６内の圧力は、基板サイズに大きく依存する
。当業者は、本明細書で記載された手順及び指示に従い、高品質のダイヤモンドフィルム
、窓又は基板の播種、蒸着及び成長の目的で、プラズマ２０を、異なるサイズの基板２４
を覆うのに十分な大きさの適切なサイズに調整することができるはずである。
【0095】
以下の各実施例及び比較例において、図２に示される符号は、同一又は機能的に同等の
要素に用いられる。
要素に用いられる。
【0096】
実施例１：光学的に仕上げられた一つの表面を有するダイヤモンドフィルムの製造方法
【0097】
図３Ａ～３Ｃを参照して、また引き続き図２を参照して、一例では、直径６６ｍｍ、厚
さ１１．５ｍｍの単結晶シリコンの片は、一般的なシリコンの製造方法を用いて製造され
、シリコン基板２４として使用された。基板２４の表面１をダイヤモンド切削して、Ｒａ
が６～７ｎｍの光学的に仕上げられた表面とした。ロゴ「ＩＩ－ＶＩ」もまたダイヤモン
ド切削によって、シリコン基板２４の表面１に「ＩＩ－ＶＩ」パターンの溝を窪むように
切削した。そして、シリコン基板２４を、ダイヤモンド切削され、光学的に仕上げられた
表面（表面１）が石英窓１８の方へ向くように、ＣＶＤ反応器１６内に配置した。水素及
びメタン、例えば１，８５０ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１３．６ｍＬ／ｍｉｎのメタンを含
む反応性ガス６の混合物を、マスフローコントローラ８の調整下で、マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズがシ
リコン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器１６の圧力を
調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高
温計２６を用いて、８００℃に制御した。１６８時間のダイヤモンド成長後、成長反応を
停止し、厚さが２８５ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４が、シリコン基板２４の
表面１上に適合して蒸着された。次に、シリコン基板をダイヤモンドフィルム４から、高
温でＫＯＨ水溶液を用いて剥がし、続いてＨＦ－ＨＮＯ３を用いて剥がし、直径６６ｍｍ
、厚さ２８５ミクロン、アスペクト比２３１である自立ダイヤモンドフィルム４を得た。
シリコン基板２４の表面１上に成長した自立ダイヤモンドフィルム４の核生成表面は、９
．１ｎｍの表面粗さ（Ｒａ）を有すると測定され、光学的に仕上げられていると見なされ
た。
さ１１．５ｍｍの単結晶シリコンの片は、一般的なシリコンの製造方法を用いて製造され
、シリコン基板２４として使用された。基板２４の表面１をダイヤモンド切削して、Ｒａ
が６～７ｎｍの光学的に仕上げられた表面とした。ロゴ「ＩＩ－ＶＩ」もまたダイヤモン
ド切削によって、シリコン基板２４の表面１に「ＩＩ－ＶＩ」パターンの溝を窪むように
切削した。そして、シリコン基板２４を、ダイヤモンド切削され、光学的に仕上げられた
表面（表面１）が石英窓１８の方へ向くように、ＣＶＤ反応器１６内に配置した。水素及
びメタン、例えば１，８５０ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１３．６ｍＬ／ｍｉｎのメタンを含
む反応性ガス６の混合物を、マスフローコントローラ８の調整下で、マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズがシ
リコン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器１６の圧力を
調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高
温計２６を用いて、８００℃に制御した。１６８時間のダイヤモンド成長後、成長反応を
停止し、厚さが２８５ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４が、シリコン基板２４の
表面１上に適合して蒸着された。次に、シリコン基板をダイヤモンドフィルム４から、高
温でＫＯＨ水溶液を用いて剥がし、続いてＨＦ－ＨＮＯ３を用いて剥がし、直径６６ｍｍ
、厚さ２８５ミクロン、アスペクト比２３１である自立ダイヤモンドフィルム４を得た。
シリコン基板２４の表面１上に成長した自立ダイヤモンドフィルム４の核生成表面は、９
．１ｎｍの表面粗さ（Ｒａ）を有すると測定され、光学的に仕上げられていると見なされ
た。
【0098】
図３Ａは、光学的に透明である、自立ダイヤモンドフィルム４の核生成表面又は側面の
画像である。図３Ａから分かるように、基板２４の表面１のダイヤモンド切削された溝内
に適合して成長した「ＩＩ－ＶＩ」ロゴは、ダイヤモンドの片、例えばダイヤモンドフィ
ルム４の非平面表面が、一又は複数の従来の製造方法によって容易に製造可能な犠牲基板
（例えばシリコン）の「反転形状」表面に適合させてダイヤモンドを成長させることによ
って得ることができることを明示している。重要なことに、図３Ａに示すダイヤモンドフ
ィルム４の非平面（核生成）表面は、光学的に仕上げられる。図３Ｂ及び３Ｃは、図３Ａ
に示すダイヤモンドフィルム４の核生成側（Ｒａ＝９．１ｎｍ）及び成長側の顕微鏡写真
である。
画像である。図３Ａから分かるように、基板２４の表面１のダイヤモンド切削された溝内
に適合して成長した「ＩＩ－ＶＩ」ロゴは、ダイヤモンドの片、例えばダイヤモンドフィ
ルム４の非平面表面が、一又は複数の従来の製造方法によって容易に製造可能な犠牲基板
（例えばシリコン）の「反転形状」表面に適合させてダイヤモンドを成長させることによ
って得ることができることを明示している。重要なことに、図３Ａに示すダイヤモンドフ
ィルム４の非平面（核生成）表面は、光学的に仕上げられる。図３Ｂ及び３Ｃは、図３Ａ
に示すダイヤモンドフィルム４の核生成側（Ｒａ＝９．１ｎｍ）及び成長側の顕微鏡写真
である。
【0099】
別の例では、直径６６ｍｍ、厚さ１１．５ｍｍの単結晶シリコンの第２の片を、一般的
なシリコン製造方法で製造し、シリコン基板２４として用いた。このシリコン基板２４の
表面１をダイヤモンド切削し、Ｒａが６～７ｎｍの光学的に仕上げられた表面とした。そ
して、表面１を含む、このシリコン基板２４全体を、ダイヤモンドエタノール懸濁スラリ
ーを用いて超音波処理した。次に、このシリコン基板２４を、ダイヤモンド切削し、光学
的に仕上げられた表面（表面１）が石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６内に配置
した。水素及びメタン、例えば１，８５０ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１３．６ｍＬ／ｍｉｎ
のメタンを含む反応性ガス６の混合物を、マスフローコントローラ８の調整下で、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０
のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器
１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例
えば、光度高温計２６によって、８００℃に制御した。１４８時間のダイヤモンド成長後
（ダイヤモンド成長反応を停止した）、厚さが２３３ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィ
ルム４が、石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表面上に適合して蒸着された。次に
、シリコン基板２４をダイヤモンドフィルム４から、高温でＫＯＨ水溶液を用いて剥がし
、続いてＨＦ－ＨＮＯ３を用いて剥がし、直径６６ｍｍ、厚さ２３３ミクロン、アスペク
ト比２８３である自立ダイヤモンドフィルムを得た。シリコン基板２４の表面１上に成長
した、この自立ダイヤモンドフィルム４の核生成表面は、約１１．５ｎｍの表面粗さ（Ｒ
ａ）を有すると測定され、光学的に仕上げられていると見なされた。
なシリコン製造方法で製造し、シリコン基板２４として用いた。このシリコン基板２４の
表面１をダイヤモンド切削し、Ｒａが６～７ｎｍの光学的に仕上げられた表面とした。そ
して、表面１を含む、このシリコン基板２４全体を、ダイヤモンドエタノール懸濁スラリ
ーを用いて超音波処理した。次に、このシリコン基板２４を、ダイヤモンド切削し、光学
的に仕上げられた表面（表面１）が石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６内に配置
した。水素及びメタン、例えば１，８５０ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１３．６ｍＬ／ｍｉｎ
のメタンを含む反応性ガス６の混合物を、マスフローコントローラ８の調整下で、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０
のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器
１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例
えば、光度高温計２６によって、８００℃に制御した。１４８時間のダイヤモンド成長後
（ダイヤモンド成長反応を停止した）、厚さが２３３ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィ
ルム４が、石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表面上に適合して蒸着された。次に
、シリコン基板２４をダイヤモンドフィルム４から、高温でＫＯＨ水溶液を用いて剥がし
、続いてＨＦ－ＨＮＯ３を用いて剥がし、直径６６ｍｍ、厚さ２３３ミクロン、アスペク
ト比２８３である自立ダイヤモンドフィルムを得た。シリコン基板２４の表面１上に成長
した、この自立ダイヤモンドフィルム４の核生成表面は、約１１．５ｎｍの表面粗さ（Ｒ
ａ）を有すると測定され、光学的に仕上げられていると見なされた。
【0100】
この後者の例のダイヤモンドフィルム４の品質を、図４に示すように、ラマン分光法に
よって評価した。図４に示すように、成長側のダイヤモンド結晶は、約２．８ｃｍ－１の
狭いＦＷＨＭ（単結晶ダイヤモンド片のＦＷＨＭ３．５ｃｍ－１と比較して）によって証
明されるように、優れた品質であり、ラマンピークの中心が１３３１．９～１３３２．１
ｃｍ－１であり、成長側のダイヤモンドフィルム４に応力がないことを示唆している。核
生成側のダイヤモンド結晶もまた、約３．８～４．１ｃｍ－１のＦＷＨＭによって証明さ
れるように、とても優れていて、ラマンピークの中心が１３３１．６ｃｍ－１であり、核
生成側のダイヤモンドフィルム４で応力が低いことを示す。
よって評価した。図４に示すように、成長側のダイヤモンド結晶は、約２．８ｃｍ－１の
狭いＦＷＨＭ（単結晶ダイヤモンド片のＦＷＨＭ３．５ｃｍ－１と比較して）によって証
明されるように、優れた品質であり、ラマンピークの中心が１３３１．９～１３３２．１
ｃｍ－１であり、成長側のダイヤモンドフィルム４に応力がないことを示唆している。核
生成側のダイヤモンド結晶もまた、約３．８～４．１ｃｍ－１のＦＷＨＭによって証明さ
れるように、とても優れていて、ラマンピークの中心が１３３１．６ｃｍ－１であり、核
生成側のダイヤモンドフィルム４で応力が低いことを示す。
【0101】
実施例２：光学的に仕上げられた一表面又は二表面を有するダイヤモンドフィルムの製
造
造
【0102】
別の例では、直径２インチ（５０．８ｍｍ）、厚さ１０ｍｍの単結晶シリコン２の片は
、一般的なシリコン製造方法を用いて製造され、シリコン基板２４として用いた。このシ
リコン基板２４の両側の表面を、一般的な化学機械的研磨プロセスによって光学的に仕上
げ、１ｎｍ未満のＲａとした。そして、このシリコン基板２４全体を、ダイヤモンド（０
．２５ミクロン）エタノール懸濁スラリーで超音波処理した。次に、このシリコン基板２
４を、光学的に仕上げられた表面の一つが石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６内
に配置した。反応性ガス６の混合物、例えば１，８５０ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１３．６
ｍＬ／ｍｉｎのメタンを、マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内に流入させた。プラズ
マ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズが石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表
面を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器の圧力１６を調整した。シリコン基
板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、８
００℃に制御した。１４０時間のダイヤモンド成長後、成長反応を停止し、石英窓１８に
対向するシリコン基板２４の表面に適合して蒸着された厚さが２００～２２０ミクロンの
多結晶ダイヤモンドフィルム４を得た。そして、ダイヤモンドフィルム２４の成長表面を
、ダイヤモンドフィルム２４がまだシリコン基板２４上にある間に、ラッピングし、研磨
してＲａ５．０ｎｍの表面粗さとした。ラッピング及び研磨後、シリコン基板２４上のダ
イヤモンドフィルム４の厚さは、約１２５ミクロンであった。そして、シリコン基板２４
をダイヤモンドフィルム４から、高温でＫＯＨ水溶液を用いて剥がし、続いてＨＦ－ＨＮ
Ｏ３を用いて剥がし、直径２インチ（５０．８ｍｍ）、厚さ１２５ミクロン、アスペクト
比４０６である自立ダイヤモンドフィルム４を得た。自立ダイヤモンドフィルム２４の両
側の表面は、光学的仕上げ品質であって、光学窓又は他の用途の基板として用いることが
できる。
、一般的なシリコン製造方法を用いて製造され、シリコン基板２４として用いた。このシ
リコン基板２４の両側の表面を、一般的な化学機械的研磨プロセスによって光学的に仕上
げ、１ｎｍ未満のＲａとした。そして、このシリコン基板２４全体を、ダイヤモンド（０
．２５ミクロン）エタノール懸濁スラリーで超音波処理した。次に、このシリコン基板２
４を、光学的に仕上げられた表面の一つが石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６内
に配置した。反応性ガス６の混合物、例えば１，８５０ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１３．６
ｍＬ／ｍｉｎのメタンを、マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内に流入させた。プラズ
マ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズが石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表
面を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器の圧力１６を調整した。シリコン基
板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、８
００℃に制御した。１４０時間のダイヤモンド成長後、成長反応を停止し、石英窓１８に
対向するシリコン基板２４の表面に適合して蒸着された厚さが２００～２２０ミクロンの
多結晶ダイヤモンドフィルム４を得た。そして、ダイヤモンドフィルム２４の成長表面を
、ダイヤモンドフィルム２４がまだシリコン基板２４上にある間に、ラッピングし、研磨
してＲａ５．０ｎｍの表面粗さとした。ラッピング及び研磨後、シリコン基板２４上のダ
イヤモンドフィルム４の厚さは、約１２５ミクロンであった。そして、シリコン基板２４
をダイヤモンドフィルム４から、高温でＫＯＨ水溶液を用いて剥がし、続いてＨＦ－ＨＮ
Ｏ３を用いて剥がし、直径２インチ（５０．８ｍｍ）、厚さ１２５ミクロン、アスペクト
比４０６である自立ダイヤモンドフィルム４を得た。自立ダイヤモンドフィルム２４の両
側の表面は、光学的仕上げ品質であって、光学窓又は他の用途の基板として用いることが
できる。
【0103】
別の例では、直径２インチ（５０．８ｍｍ）、厚さ１０ｍｍの単結晶シリコンの第二の
片は、一般的なシリコンの製造方法を用いて製造され、シリコン基板２４として用いた。
このシリコン基板２４の両側の表面は、一般的な化学機械的研磨プロセスによって光学的
に仕上げ、１ｎｍ未満のＲａとした。そして、このシリコン基板２４全体を、ダイヤモン
ドメタノール懸濁スラリーで超音波処理した。次に、このシリコン基板２４を、光学的に
仕上げられた表面の一つが石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６（図２）内に配置
した。反応性ガス６の混合物、例えば２，７００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．２ｍＬ／
ｍｉｎのメタンは、マスフローコントローラ８の調整下で、マイクロ波プラズマＣＶＤ反
応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズが石英窓１８
に対向するシリコン基板２４の表面を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器１
６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例え
ば、光度高温計２６を用いて、８３２～８６６℃に制御した。７２時間のダイヤモンド成
長後、成長反応を停止し、石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表面に適合して蒸着
された厚さが１１０～１３０ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得た。そして、
ダイヤモンドフィルム４の成長表面を、ダイヤモンドフィルム４がまだシリコン基板２４
上にある間に、ラッピングし、研磨してＲａ５．８ｎｍの表面粗さ（Ｒａ）とした。ラッ
ピング及び研磨後、シリコン基板２４上のダイヤモンドフィルム４の厚さは、６０～７０
ミクロンであった。そして、シリコン基板２４は、高温でＫＯＨ水溶液を用いてダイヤモ
ンドフィルム４から剥ぎ、続いてＨＦ－ＨＮＯ３により剥ぎ、直径２インチ（５０．８ｍ
ｍ）、厚さ６０～７０ミクロン、アスペクト比７８１である自立ダイヤモンドフィルム４
を得た。自立ダイヤモンドフィルム４の両側の表面は、光学的仕上げ品質であって、光学
窓又は他の用途の基板として用いることができる。
片は、一般的なシリコンの製造方法を用いて製造され、シリコン基板２４として用いた。
このシリコン基板２４の両側の表面は、一般的な化学機械的研磨プロセスによって光学的
に仕上げ、１ｎｍ未満のＲａとした。そして、このシリコン基板２４全体を、ダイヤモン
ドメタノール懸濁スラリーで超音波処理した。次に、このシリコン基板２４を、光学的に
仕上げられた表面の一つが石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６（図２）内に配置
した。反応性ガス６の混合物、例えば２，７００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．２ｍＬ／
ｍｉｎのメタンは、マスフローコントローラ８の調整下で、マイクロ波プラズマＣＶＤ反
応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズが石英窓１８
に対向するシリコン基板２４の表面を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器１
６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例え
ば、光度高温計２６を用いて、８３２～８６６℃に制御した。７２時間のダイヤモンド成
長後、成長反応を停止し、石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表面に適合して蒸着
された厚さが１１０～１３０ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得た。そして、
ダイヤモンドフィルム４の成長表面を、ダイヤモンドフィルム４がまだシリコン基板２４
上にある間に、ラッピングし、研磨してＲａ５．８ｎｍの表面粗さ（Ｒａ）とした。ラッ
ピング及び研磨後、シリコン基板２４上のダイヤモンドフィルム４の厚さは、６０～７０
ミクロンであった。そして、シリコン基板２４は、高温でＫＯＨ水溶液を用いてダイヤモ
ンドフィルム４から剥ぎ、続いてＨＦ－ＨＮＯ３により剥ぎ、直径２インチ（５０．８ｍ
ｍ）、厚さ６０～７０ミクロン、アスペクト比７８１である自立ダイヤモンドフィルム４
を得た。自立ダイヤモンドフィルム４の両側の表面は、光学的仕上げ品質であって、光学
窓又は他の用途の基板として用いることができる。
【0104】
さらに別の例では、直径２インチ（５０．８ｍｍ）、厚さ１０ｍｍの単結晶シリコンの
第三の片は、一般的なシリコンの製造方法を用いて製造され、シリコン基板２４として用
いた。このシリコン基板２４の両側の表面は、一般的な化学機械的研磨プロセスによって
光学的に仕上げ、１ｎｍ未満のＲａとした。そして、このシリコン基板２４全体を、０．
２５ミクロンダイヤモンドスラリーで研磨し、続いて一般的な洗浄工程を行った。次に、
このシリコン基板２４を、一つのダイヤモンドスラリー研磨し光学的に仕上げられた表面
が石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６（図２）内に配置した。反応性ガス６の混
合物、例えば２，７００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．２ｍＬ／ｍｉｎのメタンを、マス
フローコントローラ８の調整下で、マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させた
。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズが石英窓１８に対向するシリコン基板
２４の表面を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シ
リコン基板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用
いて、７９４～８３５℃に制御した。９５時間のダイヤモンド成長後、成長反応を停止し
、石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表面に適合して蒸着された直径が２インチ（
５０．８ｍｍ）、厚さが１５６ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得た。ダイヤ
モンドフィルムは、アスペクト比が３２６であった。ダイヤモンドフィルム４からシリコ
ン基板２４を剥がした後、ダイヤモンドフィルム４の核生成側の表面粗さは７．７ｎｍで
あると測定され、ダイヤモンドフィルム４の成長側の表面は、アズグロウンダイヤモンド
表面に一般的な粗さを有すると判定された。
第三の片は、一般的なシリコンの製造方法を用いて製造され、シリコン基板２４として用
いた。このシリコン基板２４の両側の表面は、一般的な化学機械的研磨プロセスによって
光学的に仕上げ、１ｎｍ未満のＲａとした。そして、このシリコン基板２４全体を、０．
２５ミクロンダイヤモンドスラリーで研磨し、続いて一般的な洗浄工程を行った。次に、
このシリコン基板２４を、一つのダイヤモンドスラリー研磨し光学的に仕上げられた表面
が石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６（図２）内に配置した。反応性ガス６の混
合物、例えば２，７００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．２ｍＬ／ｍｉｎのメタンを、マス
フローコントローラ８の調整下で、マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させた
。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズが石英窓１８に対向するシリコン基板
２４の表面を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シ
リコン基板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用
いて、７９４～８３５℃に制御した。９５時間のダイヤモンド成長後、成長反応を停止し
、石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表面に適合して蒸着された直径が２インチ（
５０．８ｍｍ）、厚さが１５６ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得た。ダイヤ
モンドフィルムは、アスペクト比が３２６であった。ダイヤモンドフィルム４からシリコ
ン基板２４を剥がした後、ダイヤモンドフィルム４の核生成側の表面粗さは７．７ｎｍで
あると測定され、ダイヤモンドフィルム４の成長側の表面は、アズグロウンダイヤモンド
表面に一般的な粗さを有すると判定された。
【0105】
実施例３：化学的にエッチングされた両側の表面を有する単結晶Ｓｉ基板（直径１６６
ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）上に成長したダイヤモンドフィルム－光学的に仕上げられた一表面
を有するダイヤモンドフィルムの製造
ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）上に成長したダイヤモンドフィルム－光学的に仕上げられた一表面
を有するダイヤモンドフィルムの製造
【0106】
別の例では、直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍの単結晶シリコンの片を、一般的なシリコ
ン製造方法を用いて製造し、シリコン基板２４として用いた。このシリコン基板２４の両
側の表面を、一般的な化学的エッチングプロセスによって仕上げ、９１８ｎｍの表面粗さ
（Ｒａ）とした。そして、このシリコン基板２４全体を、ダイヤモンド粉末で研磨し、Ｃ
ＶＤ反応器１６（図２）内に配置した。反応性ガス６の混合物、例えば２，８００ｍＬ／
ｍｉｎの水素及び８４ｍＬ／ｍｉｎのメタンを、マスフローコントローラ８の調整下で、
マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズ
マ２０のサイズが石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表面を覆うように、マグネト
ロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダ
イヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、１１２０℃に制御した。４４
時間のダイヤモンド成長後、成長反応を停止し、石英窓１８に対向するシリコン基板２４
の表面に適合して蒸着された厚さが３５０ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得
て、これによりダイヤモンド－シリコン（ダイヤモンド－オン－シリコン）複合基板を形
成した。そして、ダイヤモンドフィルム４がまだシリコン基板２４上にある間に、ダイヤ
モンド４成長表面を平らにラッピングした。ラッピング後、ダイヤモンドフィルム４の厚
さは、３００ミクロンであった。そして、ダイヤモンド－シリコン複合基板を再びラッピ
ングし、シリコン基板上での合計の厚さを約１．７～１．８ｍｍとした。図６Ａ及び６Ｂ
は、この例のラッピングされたダイヤモンドシリコン複合基板の拡大断面図（それぞれ、
視野＝４．３３ｍｍ及び６４９．６μｍ）を示す。
ン製造方法を用いて製造し、シリコン基板２４として用いた。このシリコン基板２４の両
側の表面を、一般的な化学的エッチングプロセスによって仕上げ、９１８ｎｍの表面粗さ
（Ｒａ）とした。そして、このシリコン基板２４全体を、ダイヤモンド粉末で研磨し、Ｃ
ＶＤ反応器１６（図２）内に配置した。反応性ガス６の混合物、例えば２，８００ｍＬ／
ｍｉｎの水素及び８４ｍＬ／ｍｉｎのメタンを、マスフローコントローラ８の調整下で、
マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズ
マ２０のサイズが石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表面を覆うように、マグネト
ロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダ
イヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、１１２０℃に制御した。４４
時間のダイヤモンド成長後、成長反応を停止し、石英窓１８に対向するシリコン基板２４
の表面に適合して蒸着された厚さが３５０ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得
て、これによりダイヤモンド－シリコン（ダイヤモンド－オン－シリコン）複合基板を形
成した。そして、ダイヤモンドフィルム４がまだシリコン基板２４上にある間に、ダイヤ
モンド４成長表面を平らにラッピングした。ラッピング後、ダイヤモンドフィルム４の厚
さは、３００ミクロンであった。そして、ダイヤモンド－シリコン複合基板を再びラッピ
ングし、シリコン基板上での合計の厚さを約１．７～１．８ｍｍとした。図６Ａ及び６Ｂ
は、この例のラッピングされたダイヤモンドシリコン複合基板の拡大断面図（それぞれ、
視野＝４．３３ｍｍ及び６４９．６μｍ）を示す。
【0107】
そして、ラッピングされたダイヤモンドフィルム４表面を、さらに研磨して光学的に仕
上げ、直径１６６ｍｍのシリコン基板２４上に薄いダイヤモンドフィルム４（すなわち、
厚さが３００ミクロンより薄い）を製造した。ダイヤモンドフィルム４は、光学ミラーと
して、又は、エレクトロニクス、フォトニクス又はオプトエレクトロニクスのための基板
として用いられてもよい。
上げ、直径１６６ｍｍのシリコン基板２４上に薄いダイヤモンドフィルム４（すなわち、
厚さが３００ミクロンより薄い）を製造した。ダイヤモンドフィルム４は、光学ミラーと
して、又は、エレクトロニクス、フォトニクス又はオプトエレクトロニクスのための基板
として用いられてもよい。
【0108】
次に、露出したダイヤモンド成長表面を研磨するために、直径５０ｍｍの片を一つ、及
び、直径１インチ（２５．４ｍｍ）の片を複数、ダイヤモンド－シリコン複合基板からレ
ーザーカットした。直径が５０ｍｍのダイヤモンド－シリコン複合基板片の露出したダイ
ヤモンド成長表面を研磨し、１ｎｍのＲａとした。仕上げられたダイヤモンドの厚さは、
１７０～１８０ミクロンであった。そして、シリコン基板を直径５０ｍｍの片から、高温
でＫＯＨ水溶液を用いて剥がし、続いてＨＦ－ＨＮＯ３を用いて剥がし、直径５０ｍｍ、
中央部で厚さ１３３ミクロン、端の周辺で厚さ１４４～１７６ミクロン、中央部のアスペ
クト比３７６である自立ダイヤモンドフィルム片を得た。直径５０ｍｍの自立ダイヤモン
ドフィルムの光学的に仕上げられた成長表面を、光学ミラー又は温度管理等の他の用途の
ための基板として用いることができる。直径５０ｍｍのダイヤモンドフィルムの核生成側
は、表面粗さ（Ｒａ）が約７９９ｎｍであり、これは、化学的エッチングされたシリコン
表面の表面粗さ（約９１８ｎｍ）と同様である。シリコン基板をダイヤモンド－シリコン
複合基板の５０ｍｍ片から除去する代わりに、少なくとも光学的に仕上げられたダイヤモ
ンド表面を備えたダイヤモンド－シリコン複合基板の５０ｍｍ片が得られるように、シリ
コン基板を薄くし、研磨してもよい。
び、直径１インチ（２５．４ｍｍ）の片を複数、ダイヤモンド－シリコン複合基板からレ
ーザーカットした。直径が５０ｍｍのダイヤモンド－シリコン複合基板片の露出したダイ
ヤモンド成長表面を研磨し、１ｎｍのＲａとした。仕上げられたダイヤモンドの厚さは、
１７０～１８０ミクロンであった。そして、シリコン基板を直径５０ｍｍの片から、高温
でＫＯＨ水溶液を用いて剥がし、続いてＨＦ－ＨＮＯ３を用いて剥がし、直径５０ｍｍ、
中央部で厚さ１３３ミクロン、端の周辺で厚さ１４４～１７６ミクロン、中央部のアスペ
クト比３７６である自立ダイヤモンドフィルム片を得た。直径５０ｍｍの自立ダイヤモン
ドフィルムの光学的に仕上げられた成長表面を、光学ミラー又は温度管理等の他の用途の
ための基板として用いることができる。直径５０ｍｍのダイヤモンドフィルムの核生成側
は、表面粗さ（Ｒａ）が約７９９ｎｍであり、これは、化学的エッチングされたシリコン
表面の表面粗さ（約９１８ｎｍ）と同様である。シリコン基板をダイヤモンド－シリコン
複合基板の５０ｍｍ片から除去する代わりに、少なくとも光学的に仕上げられたダイヤモ
ンド表面を備えたダイヤモンド－シリコン複合基板の５０ｍｍ片が得られるように、シリ
コン基板を薄くし、研磨してもよい。
【0109】
実施例４：化学的にエッチングされた両側の表面を有する多結晶Ｓｉ基板（直径１６６
ｍｍ×厚さ１０ｍｍ）上に成長したダイヤモンドフィルム－光学的に仕上げられた一表面
を有するダイヤモンドフィルムの製造
ｍｍ×厚さ１０ｍｍ）上に成長したダイヤモンドフィルム－光学的に仕上げられた一表面
を有するダイヤモンドフィルムの製造
【0110】
別の例では、直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍの多結晶シリコンの片を、一般的なシリコ
ン製造方法を用いて製造し、シリコン基板２４として用いた。このシリコン基板２４の両
側の表面を、一般的な化学的エッチングプロセスによって仕上げ、８１６ｎｍの表面粗さ
（Ｒａ）とした。そして、このシリコン基板２４全体を、ダイヤモンド粉末で研磨し、Ｃ
ＶＤ反応器１６（図２）内に配置した。反応性ガス６の混合物、例えば２，８００ｍＬ／
ｍｉｎの水素及び８４ｍＬ／ｍｉｎのメタンを、マスフローコントローラ８の調整下で、
マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズ
マ２０のサイズが石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表面を覆うように、マグネト
ロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダ
イヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、１１２０℃に制御した。２４
時間のダイヤモンド成長後、成長反応を停止し、石英窓１８に対向するシリコン基板２４
の表面に適合して蒸着された厚さが１７５ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得
た。そして、ダイヤモンド４成長表面を、ダイヤモンドフィルム４がまだシリコン基板２
４上にある間に、平らにラッピングし、その後、研磨して光学的に仕上げた。そして、シ
リコン基板２４をダイヤモンドフィルム４から、高温でＫＯＨ水溶液を用いて剥がし、続
いてＨＦ－ＨＮＯ３を用いて剥がし、直径１６６ｍｍ、厚さ１７５ミクロン未満、アスペ
クト比９４８である自立ダイヤモンドフィルム４の片を得た。光学的に仕上げられたダイ
ヤモンド成長表面を、光学ミラー又は温度管理等の他の用途のための基板として用いても
よい。シリコン基板２４を除去する代わりに、少なくとも光学的仕上げに仕上げられたダ
イヤモンド成長表面を有するダイヤモンド－シリコン複合基板が得られるように、シリコ
ン基板２４を薄くし、研磨してもよい。
ン製造方法を用いて製造し、シリコン基板２４として用いた。このシリコン基板２４の両
側の表面を、一般的な化学的エッチングプロセスによって仕上げ、８１６ｎｍの表面粗さ
（Ｒａ）とした。そして、このシリコン基板２４全体を、ダイヤモンド粉末で研磨し、Ｃ
ＶＤ反応器１６（図２）内に配置した。反応性ガス６の混合物、例えば２，８００ｍＬ／
ｍｉｎの水素及び８４ｍＬ／ｍｉｎのメタンを、マスフローコントローラ８の調整下で、
マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズ
マ２０のサイズが石英窓１８に対向するシリコン基板２４の表面を覆うように、マグネト
ロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダ
イヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、１１２０℃に制御した。２４
時間のダイヤモンド成長後、成長反応を停止し、石英窓１８に対向するシリコン基板２４
の表面に適合して蒸着された厚さが１７５ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得
た。そして、ダイヤモンド４成長表面を、ダイヤモンドフィルム４がまだシリコン基板２
４上にある間に、平らにラッピングし、その後、研磨して光学的に仕上げた。そして、シ
リコン基板２４をダイヤモンドフィルム４から、高温でＫＯＨ水溶液を用いて剥がし、続
いてＨＦ－ＨＮＯ３を用いて剥がし、直径１６６ｍｍ、厚さ１７５ミクロン未満、アスペ
クト比９４８である自立ダイヤモンドフィルム４の片を得た。光学的に仕上げられたダイ
ヤモンド成長表面を、光学ミラー又は温度管理等の他の用途のための基板として用いても
よい。シリコン基板２４を除去する代わりに、少なくとも光学的仕上げに仕上げられたダ
イヤモンド成長表面を有するダイヤモンド－シリコン複合基板が得られるように、シリコ
ン基板２４を薄くし、研磨してもよい。
【0111】
実施例５：化学機械的研磨プロセスにより光学的に仕上げられた一表面（例えばＲａ：
１．３ｎｍ）を有する多結晶Ｓｉ基板（直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）上に成長したダ
イヤモンドフィルム－光学的に仕上げられた片側又は両側の表面を有するダイヤモンドフ
ィルムの製造
１．３ｎｍ）を有する多結晶Ｓｉ基板（直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）上に成長したダ
イヤモンドフィルム－光学的に仕上げられた片側又は両側の表面を有するダイヤモンドフ
ィルムの製造
【0112】
別の例では、直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍの多結晶シリコンの片を、一般的なシリコ
ン製造方法を用いて製造し、シリコン基板２４として用いた。このシリコン基板２４の両
側の表面を、一般的な化学的エッチングプロセスによって仕上げ、８１６ｎｍの表面粗さ
（Ｒａ）とした。そして、シリコン基板２４の表面１を、化学機械的研磨プロセスによっ
て研磨し、光学的に仕上げた（Ｒａ：約１．３ｎｍ）。このシリコン基板２４全体を、石
英窓１８に対向する光学的に仕上げられた表面（表面１）を有するダイヤモンド成長のた
めに、含水ダイヤモンドスラリーを用いて超音波処理し、ＣＶＤ反応器１６（図２）内に
配置した。反応性ガス６の混合物、例えば２，８００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．８ｍ
Ｌ／ｍｉｎのメタンを、マスフローコントローラ８の調整下で、マイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズがシリコ
ン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整
した。シリコン基板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計
２６を用いて、８４６～８６８℃に制御した。１６４時間のダイヤモンド成長後、成長反
応を停止し、シリコン基板２４の表面１に適合して蒸着された直径１６６ｍｍ、厚さ２９
５ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得て、これによりダイヤモンド－シリコン
複合基板を形成した。そして、ダイヤモンドフィルム４がまだシリコン基板２４上にある
間に、ダイヤモンド成長表面を平らにラッピングした。ラッピングされたダイヤモンド成
長表面を、さらに研磨して光学的に仕上げ、アスペクト比５６３のダイヤモンドフィルム
４を得た。この例では、ダイヤモンド－シリコン複合基板が１．７～２．０ｍｍの全厚さ
を有するまで、このダイヤモンド－シリコン複合基板のシリコン基板２４側を研磨した。
ダイヤモンド－シリコン複合基板をレーザーカットし、直径７５ｍｍの片を１つ、直径３
８．５ｍｍの片を２つ、及び、直径１インチ（２５．４ｍｍ）の片を２つとした。続いて
、１５０～２００ミクロン以下のダイヤモンド厚さを有する光学的に仕上げられた表面の
各片を得るために、各片の露出したダイヤモンド成長表面を光学的に仕上げた。一例では
、７５ｍｍ片の研磨されたダイヤモンド成長表面の表面粗さ（Ｒａ）は、２．７５ｎｍ（
３．５９，２．３５，２．４３，２．５７及び２．８９ｎｍ）であると測定された。各片
のシリコン基板を、高温でＫＯＨ水溶液を用いて剥ぎ、続いてＨＦ－ＨＮＯ３により剥ぎ
、直径１インチ（２５．４ｍｍ），３８．５ｍｍ及び７５ｍｍの自立ダイヤモンドフィル
ム４を得た。各自立ダイヤモンドフィルム４は、１５０ミクロンの厚さ、及び、それぞれ
１６９，２５６及び５００のアスペクト比を有する。各片の光学的に仕上げられたダイヤ
モンド成長表面を、例えば、光学窓として、光学ミラーとして、又は、温度管理等の他の
用途のための基板として使用することができる。
ン製造方法を用いて製造し、シリコン基板２４として用いた。このシリコン基板２４の両
側の表面を、一般的な化学的エッチングプロセスによって仕上げ、８１６ｎｍの表面粗さ
（Ｒａ）とした。そして、シリコン基板２４の表面１を、化学機械的研磨プロセスによっ
て研磨し、光学的に仕上げた（Ｒａ：約１．３ｎｍ）。このシリコン基板２４全体を、石
英窓１８に対向する光学的に仕上げられた表面（表面１）を有するダイヤモンド成長のた
めに、含水ダイヤモンドスラリーを用いて超音波処理し、ＣＶＤ反応器１６（図２）内に
配置した。反応性ガス６の混合物、例えば２，８００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．８ｍ
Ｌ／ｍｉｎのメタンを、マスフローコントローラ８の調整下で、マイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズがシリコ
ン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整
した。シリコン基板２４の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計
２６を用いて、８４６～８６８℃に制御した。１６４時間のダイヤモンド成長後、成長反
応を停止し、シリコン基板２４の表面１に適合して蒸着された直径１６６ｍｍ、厚さ２９
５ミクロンの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得て、これによりダイヤモンド－シリコン
複合基板を形成した。そして、ダイヤモンドフィルム４がまだシリコン基板２４上にある
間に、ダイヤモンド成長表面を平らにラッピングした。ラッピングされたダイヤモンド成
長表面を、さらに研磨して光学的に仕上げ、アスペクト比５６３のダイヤモンドフィルム
４を得た。この例では、ダイヤモンド－シリコン複合基板が１．７～２．０ｍｍの全厚さ
を有するまで、このダイヤモンド－シリコン複合基板のシリコン基板２４側を研磨した。
ダイヤモンド－シリコン複合基板をレーザーカットし、直径７５ｍｍの片を１つ、直径３
８．５ｍｍの片を２つ、及び、直径１インチ（２５．４ｍｍ）の片を２つとした。続いて
、１５０～２００ミクロン以下のダイヤモンド厚さを有する光学的に仕上げられた表面の
各片を得るために、各片の露出したダイヤモンド成長表面を光学的に仕上げた。一例では
、７５ｍｍ片の研磨されたダイヤモンド成長表面の表面粗さ（Ｒａ）は、２．７５ｎｍ（
３．５９，２．３５，２．４３，２．５７及び２．８９ｎｍ）であると測定された。各片
のシリコン基板を、高温でＫＯＨ水溶液を用いて剥ぎ、続いてＨＦ－ＨＮＯ３により剥ぎ
、直径１インチ（２５．４ｍｍ），３８．５ｍｍ及び７５ｍｍの自立ダイヤモンドフィル
ム４を得た。各自立ダイヤモンドフィルム４は、１５０ミクロンの厚さ、及び、それぞれ
１６９，２５６及び５００のアスペクト比を有する。各片の光学的に仕上げられたダイヤ
モンド成長表面を、例えば、光学窓として、光学ミラーとして、又は、温度管理等の他の
用途のための基板として使用することができる。
【0113】
シリコン基板を剥がし、自立ダイヤモンドフィルム４の片を形成するために、レーザー
切断後に残るラッピングされたダイヤモンド－シリコン複合基板の片を、高温でＫＯＨ水
溶液を用いて処理した。この自立ダイヤモンドフィルム４の片の核生成表面は、表面粗さ
（Ｒａ）が１５．３ｎｍ及び平均粒子サイズが約２０ミクロンのミラー表面仕上げを有し
ていた。核生成密度を微調整しながら、核生成表面の表面粗さを１０ｎｍ未満に減らして
もよいと考える。シリコン基板２４を除去する代わりに、少なくとも光学的に仕上げられ
たダイヤモンド表面を用いてダイヤモンド－シリコン複合基板の片を形成するために、シ
リコン基板２４（ダイヤモンド層４がまだ上にある間に）を薄くし、研磨することができ
る。ダイヤモンド－シリコン複合基板の片は、例えば光学ミラー又はエレクトロニクス、
フォトニクス、オプトエレクトロニクス等のための基板として用いてもよい。
切断後に残るラッピングされたダイヤモンド－シリコン複合基板の片を、高温でＫＯＨ水
溶液を用いて処理した。この自立ダイヤモンドフィルム４の片の核生成表面は、表面粗さ
（Ｒａ）が１５．３ｎｍ及び平均粒子サイズが約２０ミクロンのミラー表面仕上げを有し
ていた。核生成密度を微調整しながら、核生成表面の表面粗さを１０ｎｍ未満に減らして
もよいと考える。シリコン基板２４を除去する代わりに、少なくとも光学的に仕上げられ
たダイヤモンド表面を用いてダイヤモンド－シリコン複合基板の片を形成するために、シ
リコン基板２４（ダイヤモンド層４がまだ上にある間に）を薄くし、研磨することができ
る。ダイヤモンド－シリコン複合基板の片は、例えば光学ミラー又はエレクトロニクス、
フォトニクス、オプトエレクトロニクス等のための基板として用いてもよい。
【0114】
実施例６：化学機械的研磨プロセスにより光学的に仕上げられた一表面（Ｒａ：１ｎｍ
未満）を有する多結晶Ｓｉ基板（直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）上のダイヤモンド成長
－光学的に仕上げられた片側又は両側の表面を有するダイヤモンドの薄いフィルムの製造
未満）を有する多結晶Ｓｉ基板（直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）上のダイヤモンド成長
－光学的に仕上げられた片側又は両側の表面を有するダイヤモンドの薄いフィルムの製造
【0115】
別の例では、直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍの多結晶シリコンの片を、一般的なシリコ
ン製造方法を用いて製造し、シリコン基板２４として用いた。このシリコン基板２４の両
側の表面を、一般的な化学的エッチングプロセスによって仕上げた。このシリコン基板２
４の表面１を、粗さＲａが１ｎｍ未満のミラー仕上げになるまで、化学機械的に研磨した
。シリコン基板２４の表面１上の高いダイヤモンド核生成密度、良好なダイヤモンド－シ
リコン（ダイヤモンド－トゥー－シリコン）接着を実現するため、及び、表面１上に成長
したダイヤモンドフィルムが表面１から剥離することを避けるため、２工程の播種プロセ
スを用いた。
ン製造方法を用いて製造し、シリコン基板２４として用いた。このシリコン基板２４の両
側の表面を、一般的な化学的エッチングプロセスによって仕上げた。このシリコン基板２
４の表面１を、粗さＲａが１ｎｍ未満のミラー仕上げになるまで、化学機械的に研磨した
。シリコン基板２４の表面１上の高いダイヤモンド核生成密度、良好なダイヤモンド－シ
リコン（ダイヤモンド－トゥー－シリコン）接着を実現するため、及び、表面１上に成長
したダイヤモンドフィルムが表面１から剥離することを避けるため、２工程の播種プロセ
スを用いた。
【0116】
まず、このシリコン基板２４全体を、平均サイズ０．２５μｍのダイヤモンド粉末／メ
タノール懸濁溶液からなる超音波浴中で超音波処理した。そして、この実施例６に関連し
て、後述する第二ダイヤモンド核生成成長工程で記載された成長条件と同一の成長条件を
用いた、表面１上での１時間の第一ダイヤモンド核生成成長工程のために、表面１を石英
窓１８に向けて、ＣＶＤ反応器１６（図２）内に配置した。この第一ダイヤモンド核生成
工程により、シリコン基板２４の表面１上で低い密度のダイヤモンド核生成（１０５／ｃ
ｍ２未満）となった。そして、第一工程ダイヤモンド核生成を含むこのシリコン基板２４
を、ＣＶＤ反応器１６から取り出し、超音波浴中のナノ結晶ダイヤモンド粉末（一般的な
粒子サイズが２０ｎｍ未満）／メタノール懸濁水溶液中で超音波処理した。
タノール懸濁溶液からなる超音波浴中で超音波処理した。そして、この実施例６に関連し
て、後述する第二ダイヤモンド核生成成長工程で記載された成長条件と同一の成長条件を
用いた、表面１上での１時間の第一ダイヤモンド核生成成長工程のために、表面１を石英
窓１８に向けて、ＣＶＤ反応器１６（図２）内に配置した。この第一ダイヤモンド核生成
工程により、シリコン基板２４の表面１上で低い密度のダイヤモンド核生成（１０５／ｃ
ｍ２未満）となった。そして、第一工程ダイヤモンド核生成を含むこのシリコン基板２４
を、ＣＶＤ反応器１６から取り出し、超音波浴中のナノ結晶ダイヤモンド粉末（一般的な
粒子サイズが２０ｎｍ未満）／メタノール懸濁水溶液中で超音波処理した。
【0117】
ナノ結晶ダイヤモンド粉末／メタノール懸濁溶液中での超音波処理後、第二ダイヤモン
ド核生成成長工程及び第一工程ダイヤモンド核生成上の連続したダイヤモンド成長のため
に、第一工程ダイヤモンド核生成を含むシリコン基板２４を、表面１を石英窓１８に向け
て、ＣＶＤ反応器１６内に再度投入した。この第二工程では、２，８００ｍＬ／ｍｉｎの
水素及び１６．８ｍＬ／ｍｉｎのメタンの混合物を、マスフローコントローラ８の調整下
で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズ
がシリコン基板２４の表面１、特に、シリコン基板２４の表面１上の第一工程ダイヤモン
ド核生成を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。基板
の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、８００℃
に制御した。
ド核生成成長工程及び第一工程ダイヤモンド核生成上の連続したダイヤモンド成長のため
に、第一工程ダイヤモンド核生成を含むシリコン基板２４を、表面１を石英窓１８に向け
て、ＣＶＤ反応器１６内に再度投入した。この第二工程では、２，８００ｍＬ／ｍｉｎの
水素及び１６．８ｍＬ／ｍｉｎのメタンの混合物を、マスフローコントローラ８の調整下
で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始後、プラズマ２０のサイズ
がシリコン基板２４の表面１、特に、シリコン基板２４の表面１上の第一工程ダイヤモン
ド核生成を覆うように、マグネトロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。基板
の中央部におけるダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、８００℃
に制御した。
【0118】
１４０時間のダイヤモンド成長（第二工程ダイヤモンド核生成）後、ダイヤモンド成長
反応を停止し、アスペクト比５９３のシリコン基板２４の表面１上に適合して蒸着された
厚さ２８０μｍの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得た。ダイヤモンドフィルム４がまだ
シリコン基板２４上にある間に、ダイヤモンドフィルム４のダイヤモンド成長表面を研磨
し、ダイヤモンドフィルム４の研磨されたダイヤモンド成長表面の異なる場所で測定され
る表面粗さ（Ｒａ）を３．２８，６．７５，１５．４，１１．４，１２．２及び６．９７
ｎｍ、アスペクト比を７９０にするとともに、厚さを２１０μｍとした。
反応を停止し、アスペクト比５９３のシリコン基板２４の表面１上に適合して蒸着された
厚さ２８０μｍの多結晶ダイヤモンドフィルム４を得た。ダイヤモンドフィルム４がまだ
シリコン基板２４上にある間に、ダイヤモンドフィルム４のダイヤモンド成長表面を研磨
し、ダイヤモンドフィルム４の研磨されたダイヤモンド成長表面の異なる場所で測定され
る表面粗さ（Ｒａ）を３．２８，６．７５，１５．４，１１．４，１２．２及び６．９７
ｎｍ、アスペクト比を７９０にするとともに、厚さを２１０μｍとした。
【0119】
シリコン－ダイヤモンド複合基板を直径５インチ（１２．７ｍｍ）片にレーザーカット
後、シリコン基板２４をこの片から、高温でＫＯＨ水溶液を用いて剥ぎ、直径５インチ（
１２７ｍｍ）、厚さ２１０μｍ、アスペクト比６０５である自立ダイヤモンドフィルム４
を得た。トレイに配置されたこの自立ダイヤモンドフィルム４の写真を図７に示す。
後、シリコン基板２４をこの片から、高温でＫＯＨ水溶液を用いて剥ぎ、直径５インチ（
１２７ｍｍ）、厚さ２１０μｍ、アスペクト比６０５である自立ダイヤモンドフィルム４
を得た。トレイに配置されたこの自立ダイヤモンドフィルム４の写真を図７に示す。
【0120】
自立ダイヤモンドフィルム４の核生成側の表面粗さは、核生成表面ダイヤモンドフィル
ム４の異なる場所で測定される平均表面粗さ（Ｒａ）が２．０８，２．４６，２．３８，
２．０７，１．９８及び１．９０ｎｍであると測定された。第二核生成工程後のダイヤモ
ンドフィルム４の核生成側面／表面のダイヤモンド核生成密度を、ＳＥＭ観察（図８）に
よって、１０９／ｃｍ２を超えると推定した。
ム４の異なる場所で測定される平均表面粗さ（Ｒａ）が２．０８，２．４６，２．３８，
２．０７，１．９８及び１．９０ｎｍであると測定された。第二核生成工程後のダイヤモ
ンドフィルム４の核生成側面／表面のダイヤモンド核生成密度を、ＳＥＭ観察（図８）に
よって、１０９／ｃｍ２を超えると推定した。
【0121】
成長表面及び核生成表面の両方が光学的に仕上げられた自立ダイヤモンドフィルム４を
、光学窓、ミラー、又は、光学的用途、温度管理、音響管理、検出器、マイクロ波／電磁
波管理、機械的用途、化学的不活性、摩擦制御等の用途のための基板として用いてもよい
。
、光学窓、ミラー、又は、光学的用途、温度管理、音響管理、検出器、マイクロ波／電磁
波管理、機械的用途、化学的不活性、摩擦制御等の用途のための基板として用いてもよい
。
【0122】
代わりに、少なくとも光学的に仕上げられたダイヤモンド成長表面を備えたダイヤモン
ド－シリコン複合基板の片を得るため、シリコン基板２４（ダイヤモンドフィルム４がま
だ付着している間に）を薄くし、研磨してもよい。ダイヤモンド－シリコン複合基板の片
は、光学ミラーとして、又は、エレクトロニクス、フォトニクス、オプトエレクトロニク
ス等のための基板として用いてもよい。
ド－シリコン複合基板の片を得るため、シリコン基板２４（ダイヤモンドフィルム４がま
だ付着している間に）を薄くし、研磨してもよい。ダイヤモンド－シリコン複合基板の片
は、光学ミラーとして、又は、エレクトロニクス、フォトニクス、オプトエレクトロニク
ス等のための基板として用いてもよい。
【0123】
実施例７：ナノダイヤモンド播種を用いて、光学的に仕上げられたシリコン基板（直径
１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）上に成長させられたダイヤモンドフィルムの良好な接着の不
達成。
１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）上に成長させられたダイヤモンドフィルムの良好な接着の不
達成。
【0124】
別の例では、直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍの多結晶シリコンの片を、一般的なシリコ
ン製造方法で製造し、シリコン基板２４として用いた。シリコン基板２４の両側の表面を
、一般的な化学的エッチングプロセスにより仕上げた。このシリコン基板２４の表面１を
化学機械的に研磨し、粗さＲａが１ｎｍ未満のミラー仕上げとした。そして、シリコン基
板２４全体を、超音波浴中のナノ結晶ダイヤモンド粉末（一般的な粒子サイズが２０ｎｍ
未満）／メタノール懸濁溶液中で超音波処理した。
ン製造方法で製造し、シリコン基板２４として用いた。シリコン基板２４の両側の表面を
、一般的な化学的エッチングプロセスにより仕上げた。このシリコン基板２４の表面１を
化学機械的に研磨し、粗さＲａが１ｎｍ未満のミラー仕上げとした。そして、シリコン基
板２４全体を、超音波浴中のナノ結晶ダイヤモンド粉末（一般的な粒子サイズが２０ｎｍ
未満）／メタノール懸濁溶液中で超音波処理した。
【0125】
ナノ結晶ダイヤモンド粉末／メタノール懸濁溶液中での超音波処理後、このシリコン基
板２４を、表面１が石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６内に投入した。そして、
２，８００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．８ｍＬ／ｍｉｎのメタンの混合物を、マスフロ
ーコントローラ８の調整下で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始
後、プラズマ２０のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロン１４
の出力及び反応器１６の圧力を調整した。基板の中央部におけるダイヤモンド成長温度を
、例えば、光度高温計２６を用いて、８２１～８４０℃に制御した。
板２４を、表面１が石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６内に投入した。そして、
２，８００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．８ｍＬ／ｍｉｎのメタンの混合物を、マスフロ
ーコントローラ８の調整下で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開始
後、プラズマ２０のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロン１４
の出力及び反応器１６の圧力を調整した。基板の中央部におけるダイヤモンド成長温度を
、例えば、光度高温計２６を用いて、８２１～８４０℃に制御した。
【0126】
１８９時間のダイヤモンド成長後、ダイヤモンド成長反応を停止し、シリコン基板２４
の表面１上に適合して蒸着された厚さ３２０μｍの多結晶ダイヤモンドフィルム４を有す
るシリコン－ダイヤモンド複合基板を得た。しかしながら、このダイヤモンドフィルム４
はシリコン基板２４からの部分的（しかし実質的）な剥離を受け、ダイヤモンドフィルム
４の成長表面のその後の研磨を行うことができなかった。その結果、剥離されたダイヤモ
ンドフィルム４の核生成表面は、平均表面粗さ（Ｒａ）が２～４ｎｍであると測定された
にもかかわらず、光学的に仕上げられた成長表面を達成できなかった。
の表面１上に適合して蒸着された厚さ３２０μｍの多結晶ダイヤモンドフィルム４を有す
るシリコン－ダイヤモンド複合基板を得た。しかしながら、このダイヤモンドフィルム４
はシリコン基板２４からの部分的（しかし実質的）な剥離を受け、ダイヤモンドフィルム
４の成長表面のその後の研磨を行うことができなかった。その結果、剥離されたダイヤモ
ンドフィルム４の核生成表面は、平均表面粗さ（Ｒａ）が２～４ｎｍであると測定された
にもかかわらず、光学的に仕上げられた成長表面を達成できなかった。
【0127】
実施例８：０．２５ｍｍダイヤモンド粒子播種による、光学的に仕上げられた多結晶シ
リコン基板（直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）上でのダイヤモンド成長
リコン基板（直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）上でのダイヤモンド成長
【0128】
別の例では、直径１６６ｍｍ、厚さ１０ｍｍの多結晶シリコンの片を、一般的なシリコ
ン製造方法で製造し、シリコン基板２４として用いた。シリコン基板２４の両側の表面を
、一般的な化学的エッチングプロセスにより仕上げた。このシリコン基板２４の表面１を
化学機械的に研磨し、粗さＲａが１．５ｎｍ未満のミラー仕上げとした。そして、シリコ
ン基板２４全体を、平均サイズ０．２５μｍのダイヤモンド粉末／メタノール懸濁溶液中
の超音波浴中で超音波処理し、次に、表面１が石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１
６（図２）内に配置した。
ン製造方法で製造し、シリコン基板２４として用いた。シリコン基板２４の両側の表面を
、一般的な化学的エッチングプロセスにより仕上げた。このシリコン基板２４の表面１を
化学機械的に研磨し、粗さＲａが１．５ｎｍ未満のミラー仕上げとした。そして、シリコ
ン基板２４全体を、平均サイズ０．２５μｍのダイヤモンド粉末／メタノール懸濁溶液中
の超音波浴中で超音波処理し、次に、表面１が石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１
６（図２）内に配置した。
【0129】
２，８００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．８ｍＬ／ｍｉｎのメタンの混合物を、マスフ
ローコントローラ８の調整下で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開
始後、プラズマ２０のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロン１
４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。基板の中央部におけるダイヤモンド成長温度
を、例えば、光度高温計２６を用いて、８４５～８６８℃に制御した。
ローコントローラ８の調整下で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開
始後、プラズマ２０のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロン１
４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。基板の中央部におけるダイヤモンド成長温度
を、例えば、光度高温計２６を用いて、８４５～８６８℃に制御した。
【0130】
１６３時間のダイヤモンド成長後、ダイヤモンド成長反応を停止し、アスペクト比５６
３のシリコン基板２４の表面１上に適合して蒸着された厚さ２９５μｍの多結晶ダイヤモ
ンドフィルム４を有するシリコン－ダイヤモンド複合基板を得た。
３のシリコン基板２４の表面１上に適合して蒸着された厚さ２９５μｍの多結晶ダイヤモ
ンドフィルム４を有するシリコン－ダイヤモンド複合基板を得た。
【0131】
ダイヤモンドフィルムがシリコン基板に接着されている間、ダイヤモンドフィルム４の
成長表面を、研磨して光学的に仕上げ（Ｒａが３～５ｎｍ）、９９ミクロンの（ダイヤモ
ンドフィルム４の）厚さ、１６８のアスペクト比とした。ダイヤモンドフィルムがまだシ
リコン基板２４に接着されている間、シリコン－ダイヤモンド複合基板を、様々な直径を
有する多数の様々な片にレーザーカットし、その後、各片のシリコン基板２４を除去（Ｋ
ＯＨ水溶液によって溶解）し、それによって自立ダイヤモンドフィルム４の片を形成した
。これらの自立ダイヤモンドフィルム４の片の核生成表面は、平均表面粗さ（Ｒａ）が５
～９ｎｍ、及び、核生成密度が１０５／ｃｍ２以上であった。自立ダイヤモンドフィルム
４のこれらの片の一つは、９９ミクロンの厚さを有し、図９のグラフ（ａ）に示すように
、遮蔽レンズから３４．０ｍｍの距離において、１．０６μｍ波長の光散乱が８．２２／
ｃｍの光散乱係数を有すると特徴付けられた。
成長表面を、研磨して光学的に仕上げ（Ｒａが３～５ｎｍ）、９９ミクロンの（ダイヤモ
ンドフィルム４の）厚さ、１６８のアスペクト比とした。ダイヤモンドフィルムがまだシ
リコン基板２４に接着されている間、シリコン－ダイヤモンド複合基板を、様々な直径を
有する多数の様々な片にレーザーカットし、その後、各片のシリコン基板２４を除去（Ｋ
ＯＨ水溶液によって溶解）し、それによって自立ダイヤモンドフィルム４の片を形成した
。これらの自立ダイヤモンドフィルム４の片の核生成表面は、平均表面粗さ（Ｒａ）が５
～９ｎｍ、及び、核生成密度が１０５／ｃｍ２以上であった。自立ダイヤモンドフィルム
４のこれらの片の一つは、９９ミクロンの厚さを有し、図９のグラフ（ａ）に示すように
、遮蔽レンズから３４．０ｍｍの距離において、１．０６μｍ波長の光散乱が８．２２／
ｃｍの光散乱係数を有すると特徴付けられた。
【0132】
実施例９：第一播種工程（０．２５ｍｍダイヤモンド粒子播種）及び続く第二播種工程
（ナノダイヤモンド粒子播種）による、光学的に仕上げられたシリコン基板（直径２イン
チ（５０．８ｍｍ）、厚さ１０ｍｍ）上の成長ダイヤモンド
（ナノダイヤモンド粒子播種）による、光学的に仕上げられたシリコン基板（直径２イン
チ（５０．８ｍｍ）、厚さ１０ｍｍ）上の成長ダイヤモンド
【0133】
別の例では、直径５０．８ｍｍ、厚さ１０ｍｍの多結晶シリコンの片を、一般的なシリ
コン製造方法で製造し、シリコン基板２４として用いた。シリコン基板２４の両側の表面
を、化学機械的研磨して、粗さＲａが１．５ｎｍ未満にミラー仕上げした。そして、シリ
コン基板２４全体を、平均サイズ０．２５μｍのダイヤモンド粉末／メタノール懸濁溶液
中で超音波処理（播種）し、次にＣＶＤ反応器１６（図２）内に配置した。
コン製造方法で製造し、シリコン基板２４として用いた。シリコン基板２４の両側の表面
を、化学機械的研磨して、粗さＲａが１．５ｎｍ未満にミラー仕上げした。そして、シリ
コン基板２４全体を、平均サイズ０．２５μｍのダイヤモンド粉末／メタノール懸濁溶液
中で超音波処理（播種）し、次にＣＶＤ反応器１６（図２）内に配置した。
【0134】
そして、２，８００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．８ｍＬ／ｍｉｎのメタンの混合物を
、マスフローコントローラ８の調整下で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２
０発生開始後、プラズマ２０のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグネ
トロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部における
ダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、７８０℃に制御した。１時
間のダイヤモンド成長後、ダイヤモンド成長反応を停止し、シリコン基板２４の表面１の
周囲に蒸着されたダイヤモンド粒子を有するダイヤモンド播種シリコン基板２４が観察さ
れた。
、マスフローコントローラ８の調整下で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２
０発生開始後、プラズマ２０のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグネ
トロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部における
ダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、７８０℃に制御した。１時
間のダイヤモンド成長後、ダイヤモンド成長反応を停止し、シリコン基板２４の表面１の
周囲に蒸着されたダイヤモンド粒子を有するダイヤモンド播種シリコン基板２４が観察さ
れた。
【0135】
そして、ダイヤモンド播種シリコン基板２４を、ＣＶＤ反応器１６から取り出し、超音
波浴中のナノ結晶ダイヤモンド粉末（一般的な粒子サイズが２０ｎｍ未満）／メタノール
懸濁水溶液中で超音波処理した。次に、ナノダイヤモンド処理したダイヤモンド播種Ｓｉ
基板を、表面１が再び石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６内に再度投入した。そ
して、２，８００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．８ｍＬ／ｍｉｎのメタンの混合物を、マ
スフローコントローラ８の調整下で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発
生開始後、プラズマ２０のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロ
ン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダイ
ヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、７９０～８２１℃に制御した。
波浴中のナノ結晶ダイヤモンド粉末（一般的な粒子サイズが２０ｎｍ未満）／メタノール
懸濁水溶液中で超音波処理した。次に、ナノダイヤモンド処理したダイヤモンド播種Ｓｉ
基板を、表面１が再び石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６内に再度投入した。そ
して、２，８００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．８ｍＬ／ｍｉｎのメタンの混合物を、マ
スフローコントローラ８の調整下で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発
生開始後、プラズマ２０のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグネトロ
ン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけるダイ
ヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、７９０～８２１℃に制御した。
【0136】
さらなる１４３時間のダイヤモンド成長後、ダイヤモンド成長反応を停止し、厚さが２
４５ミクロン、アスペクト比が２０７のダイヤモンドフィルム４を有するシリコン‐ダイ
ヤモンド複合基板を得た。ダイヤモンド成長表面は、ダイヤモンドフィルム４がまだシリ
コン基板２４上にある間に、研磨して光学的に仕上げ（Ｒａが３～５ｎｍ）、１９７ミク
ロンの（ダイヤモンドフィルム４の）厚さ、２５８のアスペクト比とした。
４５ミクロン、アスペクト比が２０７のダイヤモンドフィルム４を有するシリコン‐ダイ
ヤモンド複合基板を得た。ダイヤモンド成長表面は、ダイヤモンドフィルム４がまだシリ
コン基板２４上にある間に、研磨して光学的に仕上げ（Ｒａが３～５ｎｍ）、１９７ミク
ロンの（ダイヤモンドフィルム４の）厚さ、２５８のアスペクト比とした。
【0137】
そして、シリコン基板２４を、このシリコン－ダイヤモンド複合基板から、自立ダイヤ
モンドフィルム４を残して除去（ＫＯＨ水溶液によって溶解）した。この自立ダイヤモン
ドフィルム４の核生成表面は、平均表面粗さ（Ｒａ）＝２．７３ｎｍ、１０９／ｃｍ２以
上の核生成密度、及び、滑らかな表面仕上げを有し、これらのうち後者２つは、例えば温
度管理、光学管理、半導体装置、摩擦制御等の用途に非常に望ましい。この自立ダイヤモ
ンドフィルム４は、図９のグラフ（ｂ）に示すように、散乱光収集レンズから３４ｍｍの
距離で、１．０６μｍ波長の光散乱が２．６９／ｃｍの光散乱係数を有すると特徴付けら
れた。１．０６μｍ波長の光散乱は、当該技術分野で低ミクロン光散乱と考えられており
、光学、熱、音響用途等に非常に適している。
モンドフィルム４を残して除去（ＫＯＨ水溶液によって溶解）した。この自立ダイヤモン
ドフィルム４の核生成表面は、平均表面粗さ（Ｒａ）＝２．７３ｎｍ、１０９／ｃｍ２以
上の核生成密度、及び、滑らかな表面仕上げを有し、これらのうち後者２つは、例えば温
度管理、光学管理、半導体装置、摩擦制御等の用途に非常に望ましい。この自立ダイヤモ
ンドフィルム４は、図９のグラフ（ｂ）に示すように、散乱光収集レンズから３４ｍｍの
距離で、１．０６μｍ波長の光散乱が２．６９／ｃｍの光散乱係数を有すると特徴付けら
れた。１．０６μｍ波長の光散乱は、当該技術分野で低ミクロン光散乱と考えられており
、光学、熱、音響用途等に非常に適している。
【0138】
実施例１０：一工程播種（ナノダイヤモンド粒子播種）による、光学的に仕上げられた
シリコン基板（直径２インチ（５０．８ｍｍ）、厚さ１０ｍｍ）上の成長ダイヤモンド
シリコン基板（直径２インチ（５０．８ｍｍ）、厚さ１０ｍｍ）上の成長ダイヤモンド
【0139】
別の例では、直径５０．８ｍｍ、厚さ１０ｍｍの多結晶シリコンの片を、一般的なシリ
コン製造方法で製造し、シリコン基板２４として用いた。シリコン基板２４の表面１を化
学機械的研磨して、粗さＲａが１．５ｎｍ未満にミラー仕上げし、もう一方の表面を一般
的な化学的エッチングプロセスによってエッチングした。次に、このシリコン基板２４を
、超音波浴中のナノ結晶ダイヤモンド粉末（一般的な粒子サイズが２０ｎｍ未満）／メタ
ノール懸濁溶液中で超音波処理した。
コン製造方法で製造し、シリコン基板２４として用いた。シリコン基板２４の表面１を化
学機械的研磨して、粗さＲａが１．５ｎｍ未満にミラー仕上げし、もう一方の表面を一般
的な化学的エッチングプロセスによってエッチングした。次に、このシリコン基板２４を
、超音波浴中のナノ結晶ダイヤモンド粉末（一般的な粒子サイズが２０ｎｍ未満）／メタ
ノール懸濁溶液中で超音波処理した。
【0140】
このシリコン基板を、表面１が石英窓１８へ向くように、ＣＶＤ反応器１６内に投入し
た。そして、２，８００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．８ｍＬ／ｍｉｎのメタンの混合物
を、マスフローコントローラ８の調整下で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ
２０発生開始後、プラズマ２０のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグ
ネトロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけ
るダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、８００℃に制御した。
た。そして、２，８００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び１６．８ｍＬ／ｍｉｎのメタンの混合物
を、マスフローコントローラ８の調整下で、ＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ
２０発生開始後、プラズマ２０のサイズがシリコン基板２４の表面１を覆うように、マグ
ネトロン１４の出力及び反応器１６の圧力を調整した。シリコン基板２４の中央部におけ
るダイヤモンド成長温度を、例えば、光度高温計２６を用いて、８００℃に制御した。
【0141】
１１８時間のダイヤモンド成長後、ダイヤモンド成長反応を停止し、シリコン基板２４
の表面１上に適合して蒸着された厚さ１９０μｍのダイヤモンドフィルム４を有するシリ
コン－ダイヤモンド複合基板を得た。ダイヤモンド成長表面を、ダイヤモンドフィルム４
がまだシリコン基板２４上にある間に、研磨して光学的に仕上げ、１４０ミクロンの（ダ
イヤモンドフィルム４の）厚さとした。
の表面１上に適合して蒸着された厚さ１９０μｍのダイヤモンドフィルム４を有するシリ
コン－ダイヤモンド複合基板を得た。ダイヤモンド成長表面を、ダイヤモンドフィルム４
がまだシリコン基板２４上にある間に、研磨して光学的に仕上げ、１４０ミクロンの（ダ
イヤモンドフィルム４の）厚さとした。
【0142】
そして、シリコン基板２４を、このシリコン－ダイヤモンド複合基板から、自立ダイヤ
モンドフィルム４を残して除去（ＫＯＨ水溶液によって溶解）した。この自立ダイヤモン
ドフィルム４の核生成表面は、２～３ｎｍの平均表面粗さ（Ｒａ）、１０９／ｃｍ２以上
の核生成密度、及び、滑らかな表面仕上げを有し、これらのうち後者２つは、例えば温度
管理、光学管理、半導体装置、摩擦制御等の用途に非常に望ましい。
モンドフィルム４を残して除去（ＫＯＨ水溶液によって溶解）した。この自立ダイヤモン
ドフィルム４の核生成表面は、２～３ｎｍの平均表面粗さ（Ｒａ）、１０９／ｃｍ２以上
の核生成密度、及び、滑らかな表面仕上げを有し、これらのうち後者２つは、例えば温度
管理、光学管理、半導体装置、摩擦制御等の用途に非常に望ましい。
【0143】
【0144】
同じダイヤモンド成長条件下で、異なるシリコン基板２４上において、この実施例１０
の指針に従って行ったいくつかの追加の実験では、問題が発生した。一例では、ダイヤモ
ンドフィルム４がシリコン基板２４から剥離し、剥離したダイヤモンドフィルムの成長表
面上でさらなる研磨を行うことができなかった。これらの例は、ナノダイヤモンド播種単
独では、少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面を有する薄いダイヤモンド基板を製
造するために信頼できるプロセスではない可能性を示唆している。
の指針に従って行ったいくつかの追加の実験では、問題が発生した。一例では、ダイヤモ
ンドフィルム４がシリコン基板２４から剥離し、剥離したダイヤモンドフィルムの成長表
面上でさらなる研磨を行うことができなかった。これらの例は、ナノダイヤモンド播種単
独では、少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面を有する薄いダイヤモンド基板を製
造するために信頼できるプロセスではない可能性を示唆している。
【0145】
比較例１：シリコンウェハー（直径６インチ（１５．２４ｍｍ）、厚さ６２５ミクロン
）上のダイヤモンドフィルム成長の失敗
）上のダイヤモンドフィルム成長の失敗
【0146】
一例では、３つのシリコンウェハー２４（ｎタイプ、直径６インチ（１５２．４ｍｍ）
、厚さ６２５ミクロン）を準備した。各シリコンウェハー２４の表面１を化学機械的に研
磨して光学的表面に仕上げ、各シリコンウェハー２４のもう一方の表面を化学エッチング
で研磨した。そして、各シリコンウェハー２４の表面１（光学的に仕上げた）をダイヤモ
ンド粉末で研磨した。
、厚さ６２５ミクロン）を準備した。各シリコンウェハー２４の表面１を化学機械的に研
磨して光学的表面に仕上げ、各シリコンウェハー２４のもう一方の表面を化学エッチング
で研磨した。そして、各シリコンウェハー２４の表面１（光学的に仕上げた）をダイヤモ
ンド粉末で研磨した。
【0147】
次に、シリコンウェハー２４の一つを、ダイヤモンド成長のために、光学的に仕上げら
れた表面１が石英窓１８へ向くように、マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内に配置し
た。反応性ガス６の混合物、例えば２，５００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び７５ｍＬ／ｍｉｎ
のメタンを、マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開
始後、プラズマ２０がシリコンウェハー２４の表面１を覆うように、マグネトロン１４の
出力及び反応器１６の圧力を調整した。このプラズマ調整プロセス中、このシリコンウェ
ハー２４は、多数の小片に破砕した。
れた表面１が石英窓１８へ向くように、マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内に配置し
た。反応性ガス６の混合物、例えば２，５００ｍＬ／ｍｉｎの水素及び７５ｍＬ／ｍｉｎ
のメタンを、マイクロ波プラズマＣＶＤ反応器１６内へ流入させた。プラズマ２０発生開
始後、プラズマ２０がシリコンウェハー２４の表面１を覆うように、マグネトロン１４の
出力及び反応器１６の圧力を調整した。このプラズマ調整プロセス中、このシリコンウェ
ハー２４は、多数の小片に破砕した。
【0148】
この実験は、他の２つのシリコンウェハーを用い、粉末速度及び圧力を変化させて繰り
返したが、同様の結果、すなわち、他の二つのシリコンウェハー２４もまた多数の小片に
破砕した。
返したが、同様の結果、すなわち、他の二つのシリコンウェハー２４もまた多数の小片に
破砕した。
【0149】
比較例２：厚さが４００ミクロンよりも薄い、光学的に仕上げられたダイヤモンドの不
達成
達成
【0150】
一例では、直径５０ｍｍ、７５ｍｍ、８５ｍｍ及び１００ｍｍのＣＶＤ成長ダイヤモン
ド片を、厚さが５５０ミクロンよりも大きいアズグロウンダイヤモンドウェハーからレー
ザーカットした。そして、各ダイヤモンド片のアズグロウン表面を平坦にラッピングした
。次に、これらのダイヤモンド片の、成長表面又は核生成表面のどちらか一方の各表面の
片面を、従来の研磨プロセスによって研磨し、光学的に仕上げた。裏返してもう一方の面
を薄く研磨しようとする際、これらのダイヤモンド片は、厚さが４００ミクロンに達する
前に破砕され、従来のダイヤモンド研磨プロセスでは、アスペクト比１２５を達成するこ
とは困難であることが示唆された。
ド片を、厚さが５５０ミクロンよりも大きいアズグロウンダイヤモンドウェハーからレー
ザーカットした。そして、各ダイヤモンド片のアズグロウン表面を平坦にラッピングした
。次に、これらのダイヤモンド片の、成長表面又は核生成表面のどちらか一方の各表面の
片面を、従来の研磨プロセスによって研磨し、光学的に仕上げた。裏返してもう一方の面
を薄く研磨しようとする際、これらのダイヤモンド片は、厚さが４００ミクロンに達する
前に破砕され、従来のダイヤモンド研磨プロセスでは、アスペクト比１２５を達成するこ
とは困難であることが示唆された。
【0151】
以上より、本明細書に開示されるように、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、（１
）少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面及び１００以上のアスペクト比、又は、（
２）４００以下の厚さ、及び、２５ｍｍ以上の最大又は最長幾何学的寸法の組み合わせの
いずれかからなる。
）少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面及び１００以上のアスペクト比、又は、（
２）４００以下の厚さ、及び、２５ｍｍ以上の最大又は最長幾何学的寸法の組み合わせの
いずれかからなる。
【0152】
光学的に仕上げられた表面は、５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ
以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有していてもよい。
以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有していてもよい。
【0153】
最大又は最長幾何学的寸法は、４０ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、６０ｍｍ、７０ｍｍ以上
、８０ｍｍ以上又は１００ｍｍ以上としてもよい。
、８０ｍｍ以上又は１００ｍｍ以上としてもよい。
【0154】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の厚さは、４００ミクロン以下、３５０ミクロン以
下、３００ミクロン以下、２５０ミクロン以下又は２００ミクロン以下としてもよい。
下、３００ミクロン以下、２５０ミクロン以下又は２００ミクロン以下としてもよい。
【0155】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の最大又は最長幾何学的寸法をダイヤモンドフィル
ム、基板又は窓の厚さで割った比として定義されるアスペクト比は、１００以上、１２５
以上、１５０以上、１７５以上又は２００以上としてもよい。
ム、基板又は窓の厚さで割った比として定義されるアスペクト比は、１００以上、１２５
以上、１５０以上、１７５以上又は２００以上としてもよい。
【0156】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、２０／ｃｍ以下、１５／ｃｍ以下、１０／ｃｍ
以下、７／ｃｍ以下又は５／ｃｍ以下の、遮蔽レンズから３４ｃｍの距離における１．０
６ミクロン光散乱係数を有していてもよい。
以下、７／ｃｍ以下又は５／ｃｍ以下の、遮蔽レンズから３４ｃｍの距離における１．０
６ミクロン光散乱係数を有していてもよい。
【0157】
犠牲基板（例えばシリコン）の片を、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓を成長させる
ために用いてもよい。犠牲基板は、２ｍｍ以上、４ｍｍ以上、６ｍｍ以上又は８ｍｍ以上
の厚さを有していてもよい。
ために用いてもよい。犠牲基板は、２ｍｍ以上、４ｍｍ以上、６ｍｍ以上又は８ｍｍ以上
の厚さを有していてもよい。
【0158】
犠牲基板は、光学的に仕上げられた表面を有していてもよく、すなわち、表面は、２０
以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又は２ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有
する。
以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又は２ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有
する。
【0159】
犠牲基板上のＣＶＤダイヤモンド成長後、例えば化学的（腐食剤、フッ化水素又はイオ
ンエッチング）及び／又は機械的（研磨又はラッピング）に、犠牲基板を取り除いてもよ
い。ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面は
、成長表面、核生成表面、又は、両方としてもよい。
ンエッチング）及び／又は機械的（研磨又はラッピング）に、犠牲基板を取り除いてもよ
い。ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面は
、成長表面、核生成表面、又は、両方としてもよい。
【0160】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の成長表面を、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓
がまだシリコン基板に付着している間に、従来の研磨プロセスによって光学的に研磨して
もよい。ダイヤモンドフィルム、基板又は窓と犠牲基板との合計の厚さは、従来の研磨プ
ロセスが、研磨中に破砕することなく、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓を保持して研
磨するのに十分に厚い。ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の成長表面上に光学的レベル
の仕上げを達成した後、犠牲基板を、例えば化学的及び／又は機械的に除去してもよい。
このプロセスの結果、少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面（例えば、成長表面）
を有する、例えば、厚さが４００ミクロン以下の薄いダイヤモンドフィルム、基板又は窓
を得た。
がまだシリコン基板に付着している間に、従来の研磨プロセスによって光学的に研磨して
もよい。ダイヤモンドフィルム、基板又は窓と犠牲基板との合計の厚さは、従来の研磨プ
ロセスが、研磨中に破砕することなく、ダイヤモンドフィルム、基板又は窓を保持して研
磨するのに十分に厚い。ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の成長表面上に光学的レベル
の仕上げを達成した後、犠牲基板を、例えば化学的及び／又は機械的に除去してもよい。
このプロセスの結果、少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面（例えば、成長表面）
を有する、例えば、厚さが４００ミクロン以下の薄いダイヤモンドフィルム、基板又は窓
を得た。
【0161】
多結晶ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の片の成長側は、ダイヤモンドフィルム、基
板又は窓の核生成側よりも大きな熱伝導率を有していてもよい。一例では、ダイヤモンド
フィルム、基板又は窓の成長側のみを、光学的に仕上げてもよい。一方、ダイヤモンドフ
ィルム、基板又は窓の核生成側を光学的に仕上げる必要はない。それゆえに、犠牲基板の
ダイヤモンド成長表面を光学的に仕上げる必要はない。一例では、犠牲基板のダイヤモン
ド成長表面を、化学的にエッチング、及び／又は、機械的にラッピングしてもよい。そう
すると、犠牲基板のこの表面上に成長したダイヤモンドフィルム、基板又は窓の核生成側
は、光学的仕上げを有さない。
板又は窓の核生成側よりも大きな熱伝導率を有していてもよい。一例では、ダイヤモンド
フィルム、基板又は窓の成長側のみを、光学的に仕上げてもよい。一方、ダイヤモンドフ
ィルム、基板又は窓の核生成側を光学的に仕上げる必要はない。それゆえに、犠牲基板の
ダイヤモンド成長表面を光学的に仕上げる必要はない。一例では、犠牲基板のダイヤモン
ド成長表面を、化学的にエッチング、及び／又は、機械的にラッピングしてもよい。そう
すると、犠牲基板のこの表面上に成長したダイヤモンドフィルム、基板又は窓の核生成側
は、光学的仕上げを有さない。
【0162】
一例では、光学的仕上げを有するダイヤモンドフィルム、基板又は窓の核生成側は、他
の従来の温度管理材料、例えば銅に比べて、より大きな熱伝導率を有し得る。
の従来の温度管理材料、例えば銅に比べて、より大きな熱伝導率を有し得る。
【0163】
一例では、ダイヤモンド成長のために少なくとも一つの光学的に仕上げられた表面を有
する犠牲基板（例えばシリコン）は、核生成側上を光学的に仕上げたダイヤモンドフィル
ム、基板又は窓のＣＶＤ成長を促進し得る。ダイヤモンド成長後、ダイヤモンドフィルム
、基板又は窓の成長表面を、必要に応じて平らにラッピングし、及び／又は、研磨し、そ
の後、例えば化学的エッチング及び／又は機械的ラッピング／研磨によって、犠牲基板を
任意に除去してもよい。このプロセスによって、従来のダイヤモンド研磨プロセスを必要
とせず、研磨中にダイヤモンドフィルム、基板又は窓を破砕又は破壊するリスクを避けて
、光学的に仕上げられた表面（核生成側上）を有するダイヤモンドフィルム、基板又は窓
の片を製造できる。
する犠牲基板（例えばシリコン）は、核生成側上を光学的に仕上げたダイヤモンドフィル
ム、基板又は窓のＣＶＤ成長を促進し得る。ダイヤモンド成長後、ダイヤモンドフィルム
、基板又は窓の成長表面を、必要に応じて平らにラッピングし、及び／又は、研磨し、そ
の後、例えば化学的エッチング及び／又は機械的ラッピング／研磨によって、犠牲基板を
任意に除去してもよい。このプロセスによって、従来のダイヤモンド研磨プロセスを必要
とせず、研磨中にダイヤモンドフィルム、基板又は窓を破砕又は破壊するリスクを避けて
、光学的に仕上げられた表面（核生成側上）を有するダイヤモンドフィルム、基板又は窓
の片を製造できる。
【0164】
光管理コーティング、例えば、反射防止コーティング、ビームスプリッターコーティン
グ、全反射コーティング等を、ダイヤモンドフィルム、窓又は基板の成長及び／又は核生
成表面に適用してもよい。本明細書に記載されるダイヤモンドフィルム、基板又は窓を、
様々な異なる用途のために様々な幾何学的寸法にレーザーカットしてもよい。ダイヤモン
ドフィルム、基板又は窓がまだシリコン基板（ダイヤモンドフィルム、基板又は窓が成長
したままの）上にあり、ラッピングされ、及び／又は、研磨される間に、レーザーカット
を行ってもよい。
グ、全反射コーティング等を、ダイヤモンドフィルム、窓又は基板の成長及び／又は核生
成表面に適用してもよい。本明細書に記載されるダイヤモンドフィルム、基板又は窓を、
様々な異なる用途のために様々な幾何学的寸法にレーザーカットしてもよい。ダイヤモン
ドフィルム、基板又は窓がまだシリコン基板（ダイヤモンドフィルム、基板又は窓が成長
したままの）上にあり、ラッピングされ、及び／又は、研磨される間に、レーザーカット
を行ってもよい。
【0165】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、光学的品質（赤外光、近赤外光、可視光又は紫
外光等の電磁波の吸収が低い）としてもよく、さらに、又は、代わりに、マイクロ波の波
長で低い損失正接を有していてもよい。ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、さらに、
又は、代わりに、機械的及び／又は熱的グレードのダイヤモンド（後者は一般的に暗色で
ある）とすることができる。
外光等の電磁波の吸収が低い）としてもよく、さらに、又は、代わりに、マイクロ波の波
長で低い損失正接を有していてもよい。ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、さらに、
又は、代わりに、機械的及び／又は熱的グレードのダイヤモンド（後者は一般的に暗色で
ある）とすることができる。
【0166】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、マイクロ波支援プラズマＣＶＤプロセス、熱フ
ィラメントＣＶＤプロセス、熱スプレーＣＶＤプロセス、アーク放電プラズマＣＶＤプロ
セス、直流熱プラズマＣＶＤプロセス、高周波プラズマＣＶＤプロセス、水プラズマＣＶ
Ｄプロセス、アセチレン・トーチＣＶＤプロセス、超高周波プラズマＣＶＤプロセス等に
よって成長させてもよい。
ィラメントＣＶＤプロセス、熱スプレーＣＶＤプロセス、アーク放電プラズマＣＶＤプロ
セス、直流熱プラズマＣＶＤプロセス、高周波プラズマＣＶＤプロセス、水プラズマＣＶ
Ｄプロセス、アセチレン・トーチＣＶＤプロセス、超高周波プラズマＣＶＤプロセス等に
よって成長させてもよい。
【0167】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の成長温度は、６００℃～１３００℃以上の範囲と
してもよい。より高い成長温度の使用が想定される。
してもよい。より高い成長温度の使用が想定される。
【0168】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓の成長速度は、サブミクロン／時間～２０ミクロン
／時間としてもよい。より高い成長速度が想定される。
／時間としてもよい。より高い成長速度が想定される。
【0169】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓を成長させるためのメタン濃度は、水素中で１％に
満たない値から５％に達する範囲としてもよい。
満たない値から５％に達する範囲としてもよい。
【0170】
例えば、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素及び／又はホウ素を含む他の添加材もま
た、ダイヤモンド成長速度及び／又は成長ダイヤモンド品質を制御する目的で、成長装置
に加えてもよい。
た、ダイヤモンド成長速度及び／又は成長ダイヤモンド品質を制御する目的で、成長装置
に加えてもよい。
【0171】
犠牲基板（例えばシリコン）の片側又は両側の表面を、例えば、含水ダイヤモンドスラ
リー又は有機ダイヤモンドスラリーを用いた超音波処理によって、ダイヤモンド粉末を用
いた研磨によって、又は、ダイヤモンド切削によって、必要に応じて光学的に仕上げ、及
び／又は、必要に応じてダイヤモンド播種してもよい。
リー又は有機ダイヤモンドスラリーを用いた超音波処理によって、ダイヤモンド粉末を用
いた研磨によって、又は、ダイヤモンド切削によって、必要に応じて光学的に仕上げ、及
び／又は、必要に応じてダイヤモンド播種してもよい。
【0172】
ダイヤモンド成長のための犠牲基板（例えばシリコン）は、直径３０ｍｍ以上、直径２
インチ以上、直径６６ｍｍ以上、直径３インチ以上、直径４インチ以上、又は、直径５イ
ンチ以上としてもよい。
インチ以上、直径６６ｍｍ以上、直径３インチ以上、直径４インチ以上、又は、直径５イ
ンチ以上としてもよい。
【0173】
犠牲基板（例えばシリコン）のダイヤモンド成長表面は、光学的に仕上げ、又は、化学
的にエッチングされていてもよい。犠牲基板（例えばシリコン）の光学的に仕上げられた
表面の表面粗さ（Ｒａ）は、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又
は２ｎｍ以下としてもよい。
的にエッチングされていてもよい。犠牲基板（例えばシリコン）の光学的に仕上げられた
表面の表面粗さ（Ｒａ）は、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下又
は２ｎｍ以下としてもよい。
【0174】
成長ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、一又は複数の非平面表面を有していてもよ
い。一つの限定されない例では、非平面表面の核生成側が、ドーム、コーン、ピラミッド
、非球面、放物線及び双曲線、又は他の非平面形状のうちいずれか一つを有していてもよ
い。これらの形状は、光学的に仕上げられた犠牲基板（例えばシリコン）の光学的に仕上
げられた表面輪郭上に適合して成長し得る、光学的に仕上げられた表面を有していてもよ
い。犠牲基板のこのような光学的に仕上げられた表面輪郭は、最終的なダイヤモンド部分
の所望の表面輪郭の反転形状としてもよい。ダイヤモンド成長後、犠牲基板（例えばシリ
コン）を、例えばエッチング（例えばＫＯＨ又はＨＦ）により化学的に、及び／又は、研
磨及びラッピングにより機械的に、取り除いてもよい。犠牲基板（例えばシリコン）の非
平面表面の所望の輪郭を、ダイヤモンド切削プロセス又は一般的な光学的製造プロセスに
よって製造してもよい。
い。一つの限定されない例では、非平面表面の核生成側が、ドーム、コーン、ピラミッド
、非球面、放物線及び双曲線、又は他の非平面形状のうちいずれか一つを有していてもよ
い。これらの形状は、光学的に仕上げられた犠牲基板（例えばシリコン）の光学的に仕上
げられた表面輪郭上に適合して成長し得る、光学的に仕上げられた表面を有していてもよ
い。犠牲基板のこのような光学的に仕上げられた表面輪郭は、最終的なダイヤモンド部分
の所望の表面輪郭の反転形状としてもよい。ダイヤモンド成長後、犠牲基板（例えばシリ
コン）を、例えばエッチング（例えばＫＯＨ又はＨＦ）により化学的に、及び／又は、研
磨及びラッピングにより機械的に、取り除いてもよい。犠牲基板（例えばシリコン）の非
平面表面の所望の輪郭を、ダイヤモンド切削プロセス又は一般的な光学的製造プロセスに
よって製造してもよい。
【0175】
ダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、光学窓；エレクトロニクス、フォトニクス又は
オプトエレクトロニクスの温度管理用の基板；化学的不活性、音波管理、電磁波管理、摩
擦制御及び検出器を含む使用のための基板；及び、例えば、フライス削り、切断、穴あけ
、レース加工等の機械的用途のための材料として用いてもよい。
オプトエレクトロニクスの温度管理用の基板；化学的不活性、音波管理、電磁波管理、摩
擦制御及び検出器を含む使用のための基板；及び、例えば、フライス削り、切断、穴あけ
、レース加工等の機械的用途のための材料として用いてもよい。
【0176】
一例では、ダイヤモンド－シリコン複合基板は、シリコン層上にダイヤモンドＣＶＤ成
長層を有する。ダイヤモンド層の少なくとも成長表面を、光学的に仕上げ、５０ｎｍ以下
、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）とし
てもよい。複合基板の全厚さは、３００ミクロン以上、５００ミクロン以上、１ｍｍ以上
、２ｍｍ以上又は５ｍｍ以上としてもよい。ダイヤモンド－シリコン複合基板の直径は、
２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、７５ｍｍ以上、１００ｍｍ
以上、１２５ｍｍ以上又は１５０ｍｍ以上としてもよい。
長層を有する。ダイヤモンド層の少なくとも成長表面を、光学的に仕上げ、５０ｎｍ以下
、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）とし
てもよい。複合基板の全厚さは、３００ミクロン以上、５００ミクロン以上、１ｍｍ以上
、２ｍｍ以上又は５ｍｍ以上としてもよい。ダイヤモンド－シリコン複合基板の直径は、
２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、７５ｍｍ以上、１００ｍｍ
以上、１２５ｍｍ以上又は１５０ｍｍ以上としてもよい。
【0177】
上述のすべての実施例で記載されるダイヤモンドフィルム、基板又は窓は、例えば、光
透過のための光学窓、光反射のための光学窓、光スプリッター、マイクロ波窓、検出器、
エレクトロニクス、フォトニクス及び／又はオプトエレクトロニクス（例えば、限定され
るものではないが、レーザーダイオード、ダイオードレーザーバーのようなレーザーダイ
オードアレイ、面発光型半導体レーザー（ＶＣＳＥＬ）、面発光型半導体レーザーのアレ
イ、発光デバイス等）のための温度管理用基板の用途に使用することができる。
透過のための光学窓、光反射のための光学窓、光スプリッター、マイクロ波窓、検出器、
エレクトロニクス、フォトニクス及び／又はオプトエレクトロニクス（例えば、限定され
るものではないが、レーザーダイオード、ダイオードレーザーバーのようなレーザーダイ
オードアレイ、面発光型半導体レーザー（ＶＣＳＥＬ）、面発光型半導体レーザーのアレ
イ、発光デバイス等）のための温度管理用基板の用途に使用することができる。
【0178】
これらの例は、添付の図面を参照して説明されている。上述の例を読み理解すると、設
計変更及び部分変更は他のものにも行われると考えられる。したがって、上述の実施例は
、限定的な開示として解釈されるべきではない。
計変更及び部分変更は他のものにも行われると考えられる。したがって、上述の実施例は
、限定的な開示として解釈されるべきではない。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【外国語明細書】
【Ｆｉｇ１Ａ】
【Ｆｉｇ１Ｂ】
【Ｆｉｇ２】
【Ｆｉｇ３Ａ】
【Ｆｉｇ３Ｂ】
【Ｆｉｇ３Ｃ】
【Ｆｉｇ４】
【Ｆｉｇ５Ａ】
【Ｆｉｇ５Ｂ】
【Ｆｉｇ５Ｃ】
【Ｆｉｇ５Ｄ】
【Ｆｉｇ５Ｅ】
【Ｆｉｇ５Ｆ】
【Ｆｉｇ６Ａ】
【Ｆｉｇ６Ｂ】
【Ｆｉｇ７】
【Ｆｉｇ８】
【Ｆｉｇ９】
