製造技術 EDPの技術

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イオン注入を用いた分離技術、単結晶をつなぎ合わせて1枚の大型基板とする
モザイク結晶など、独自の製造技術により
大型の板状ダイヤモンドの大量生産を実現しています。

Our Separation technology based on
Ion-implementation
イオン注入法による分離技術

単結晶ダイヤモンドを気相成長で得るには、単結晶ダイヤモンドを基板(親結晶)として、その上に成長します。この時、成長した結晶と親結晶の境界は無くなり、1個の結晶となってしまいます。
成長した結晶だけを取り出すためには、切断(スライス)が必要ですが、大型のダイヤモンドをスライスするのは大変です。そこで、成長前の親結晶表面に、炭素イオン注入を行って、表面の直下にダイヤモンドの結晶構造が崩れた層を作ります。
最表面はイオンが通過しているため、結晶の状態は元のままですので、その上にダイヤモンドを成長させると単結晶が成長します。上記の結晶構造が崩れた層を電気化学的に取り除くと、成長したダイヤモンド結晶(子結晶)が、板状で得ることができます。この分離によって親結晶の一部が失われますが、そのあつさは1µm程度であり、親結晶は繰り返し同じ操作をして、複数の子結晶を作ることが出来ます。

親結晶

親結晶

イオン注入

イオン注入

気相成長
(マイクロ波プラズマCVD法)

気相成長

成長結晶を分離(電解エッチング)

成長結晶を分離

製品の厚さに成長
(結晶の厚さ0.05mm〜2.5mm)

製品の厚さに成長

必要に応じて
研磨

必要に応じて研磨

製品サイズに
切断

製品サイズに切断

Manufacturing technologies of large square mosaic crystals大面積モザイク結晶の製作技術

一つ一つの単結晶の大きさには限界があり、大きな基板として使用するため、複数の結晶を横に接合したものを開発しました。この結晶を「モザイク結晶」と呼んでいます。同じ親結晶から複数個の結晶を作ることで、結晶面の揃った複数個の結晶を得ることができます。これを横に並べ、その上に成長させることによって連結し、境界がきれいなモザイク結晶を得ることができます。

同一の親結晶から子結晶を複数個製作

同一の親結晶から子結晶を複数個製作

「イオン注入法による分離技術」を使い、同じ親結晶から複数枚の子結晶を製作します。

子結晶を並べて気相成長

子結晶を注入し並べて気相成長

同じ親結晶から成長した子結晶を並べて成長させることで、成長層できれいに接続することができます。

成長結晶を分離(電解エッチング)

成長結晶を分離電解エッチング

この成長層を分離すると、境界がきれいなモザイク結晶を製作することができます。

モザイク結晶

当社の30×30mmのモザイク結晶。9個の約10×10mm単結晶が接合され、大きな一つの結晶として扱うことが可能です。
モザイク結晶や分離技術を用いて、現在は1インチ(25×25mm)の基板ができていますが、将来的には2インチ(50×50mm)などの大型基板を開発していく予定です。

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