CVDダイヤモンド/CVD-Diamond
CVDダイヤモンドは、炭素を含むガスを高温度・低圧力下でマイクロ波などでプラズマ化させ、種となるダイヤモンド結晶の上に炭素原子を沈積させて成長させるCVD法で製造されます。宝飾品としての使用に加え、優れた硬度、熱伝導性、絶縁性を活かした電子デバイス、工具、研磨材などの工業分野でも広く活用されています。
製造方法(CVD法)
- ・チャンバーにダイヤモンドの種結晶を設置。
- ・炭素を含むメタンガスと水素ガスなどの混合ガスをチャンバーに注入。
- ・マイクロ波や熱フィラメントなどを用いてガスをプラズマ状態にする。
- ・プラズマ化した炭素原子が種結晶の表面に堆積し、ダイヤモンド層が成長。
- ・数週間かけてダイヤモンドを育成し、研磨・加工して製品に仕上がる。
CVDダイヤモンドの特徴
- 純粋なダイヤモンド:HPHT(高温高圧法)ダイヤモンドに多い窒素などの不純物を含まず、より純粋なダイヤモンドを生成できる。
- 純度・サイズ・形状の調整:宝飾用や工業用途に合わせて純度、サイズ、形状を調整可能。
- 特定の成長痕跡:成長線や干渉模様が見られるため、専門の分析機器で天然ダイヤモンドとの鑑別可能。
主な用途
- 切断・研削・研磨材:高い硬度を活かし、硬い素材を加工する工具や研磨剤など。
- 電子デバイス:高い電子移動度や耐熱性、熱伝導性(銅の約5倍)、電気絶縁性を利用した高速・高出力トランジスタ、熱管理素子、センサーなど。
- 光学窓:広帯域透過性、熱伝導性、耐久性と化学的安定性、高出力対応などの特徴を利用して、高出力レーザー窓、マイクロ波窓、赤外光学部品、高密度レーザーシステムなどの品質向上に活用。
- その他:人工衛星の窓や歯科用のドリル、MEMSデバイスなど、耐久性や電気絶縁性が求められる用途。
- 宝飾品:天然では希少なタイプIIaのダイヤモンドを生成でき、宝飾品としても流通。
CVDダイヤモンド製品の種類
ダイヤモンド放熱基板※各種高出力デバイスの放熱基板、他
- サイズ:□25.4×25.4mm、 ~Φ100mm
- 厚み:0.2~2.0mm(300um、380umなど)
- 密度:3.51g/㎝3
- ビッカース高度:8000-10000㎏/㎜2
- ヤング率:1000-1100GPa
- 熱伝導率:1200~最高2000W/m・K
- 破断強度:≧500MP(t0.5mm)
- 熱膨張係数:1.0ppm/K(300K)、4.4ppm/K(1000K)
光学級ダイヤモンド※主な用途:高出力赤外光学窓、マイクロ波窓、他
単結晶ダイヤモンド※主な用途:X線、レーザー、MOSFET、紫外線、他
ダイヤモンドパウダー/Diamond powder
単結晶ダイヤモンドパウダー、多結晶ダイヤモンドパウダー
- 中心粒度:80nm、1-3μm、2-4μm、4-8μm、6-12μm、他
- 用途:サファイア、SiC等各種結晶材料、セラミックス、硬質金属などのラッピング、鏡面研磨加工など
- 製造:中国製
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