[发明专利]单晶金刚石、使用单晶金刚石的工具以及单晶金刚石的制造方法

说明书

本发明提供了一种单晶金刚石，其包括一组彼此相对的主表面，其中，在主表面中，杂质浓度沿着第一方向变化。

本申请是申请号为201680046754.8、申请日为2016年10月14日、发明名称为“单晶金刚石、使用单晶金刚石的工具以及单晶金刚石的制造方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及单晶金刚石、使用单晶金刚石的工具以及单晶金刚石的制造方法。本申请要求于2015年10月19日提交的日本专利申请No.2015-205482的优先权。日本专利申请No.2015-205482的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

单晶金刚石具有高硬度、高导热性、高透光性等优异性能，因此被广泛用于工具、光学部件、半导体、电子部件等各种制品(以下也称为“金刚石制品”)。工具的实例包括切削工具、磨削工具、耐磨工具等。对于用于这种金刚石制品的单晶金刚石，可以使用天然金刚石和合成金刚石。天然金刚石品质变化大，供应量不稳定。因此，目前也使用了许多合成金刚石。

作为生产这种合成金刚石的一种方法，高温高电压法(HPHT)是已知的。用这种方法生产的单晶金刚石品质变化小，并且供应量稳定；然而，不利的是，这种方法所使用的生产设备的成本高。

另外，作为制造合成金刚石的其他方法，有化学气相沉积(CVD)法，如热丝CVD(化学气相沉积)法、微波激发等离子体CVD法和DC等离子体CVD法。在每种CVD法中，在基材的表面上生长单晶金刚石(外延生长层)，然后将基材与单晶金刚石分离。由此可得到单晶金刚石。

例如，专利文件1(日本专利未审查公开No.2013-35732)公开了通过气相沉积法得到的单晶金刚石以及使用该单晶金刚石的工具。在该单晶金刚石中，在绝缘单晶金刚石内形成了基本上与其主表面平行的至少一个或多个导电层，并且该导电层延伸到单晶金刚石的侧面。

引用列表

专利文件

专利文献1：日本专利公开No.2013-35732

发明内容

(1)根据本发明一个实施方案的单晶金刚石是这样一种单晶金刚石，其包括一对彼此相对的主表面，在各所述主表面中，杂质浓度沿着第一方向变化。

(2)根据本发明一个实施方案的工具是包括(1)中所述的单晶金刚石的工具。

(3)根据本发明一个实施方案的单晶金刚石的制造方法是制造(1)中所述的单晶金刚石的方法，所述方法包括：通过气相沉积法获得杂质浓度沿晶体生长方向变化的合成单晶金刚石；以及沿所述杂质浓度变化的方向切割所述合成单晶金刚石。

附图说明

图1A为第一实施方案中单晶金刚石的平面图。

图1B为第一实施方案中单晶金刚石的透视图。

图2为示出了图1A和图1B的单晶金刚石的主表面中的杂质浓度的图。

图3A示出了第一实施方案中的示例性单晶金刚石的制造方法的一个步骤。

图3B示出了第一实施方案中的单晶金刚石的示例性制造方法中与上述步骤不同的步骤。

图3C示出了第一实施方案中的单晶金刚石的示例性制造方法中与上述步骤不同的步骤。

图4A为第二实施方案中单晶金刚石的平面图。

图4B为第二实施方案中单晶金刚石的透视图。

图5为示出了图4A和图4B的单晶金刚石的主表面中的杂质浓度的图。

图6A示出了第二实施方案中的单晶金刚石的示例性制造方法的一个步骤。