選択成長法による反りのない高品質ヘテロエピタキシャルダイヤモンド基板の作製

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核発生領域を任意のパターンに制限して連続膜を形成する選択成長法はヘテロエピタキシャルダイヤモンドの高品質化に有効である．本研究ではヘテロエピタキシャルダイヤモンドの反りと配向性に着目し，反りがなく配向性の高いダイヤモンドの作製が可能となる核発生領域パターンを提案した．これまでに最も配向性の高いダイヤモンドが成長可能な格子パターンからクロスポイントを除去した新規パターンにおいて，パターンのピッチおよび核発生領域長さを変化させ，厚さ100 μm程度まで成長させたダイヤモンド自立板の反りと配向性を評価した．格子状パターンにおいてピッチを100 μmまで広げたところ，ピッチを大きくするにしたがってダイヤモンド自立板の反りが小さくなる傾向が見られたが凸側の反りがなくなることはなかった．また，配向性の指標となるX線回折におけるダイヤモンド(004) ω-rocking curve (XRC) の半値幅はピッチが大きくなるにしたがって小さくなる傾向が見られ，配向性が向上することがわかった．一方，新規のパターンではピッチ100 μmにおいて核発生領域長さを75 μmとすることで反りがほとんどなくなり，50 μmでは反りが凹側に変化した．つまり，核発生領域長さを75 μmよりやや短くすることで反りのない自立板を作製可能であることが予想される．また，XRC半値幅は核発生領域長さ50，75 μmにおいて格子パターンとほとんど変わらず，高い配向性を有していることがわかった．これらの結果から，配向性が高く，反りのないヘテロエピタキシャルダイヤモンドを実現するためのパターンを提案することができた．