金刚石具有5.47eV的宽带隙，并且绝缘击穿电场强度非常高，达到10MV/cm。此外，由于其在物质中具有最高的热传导率，因此，如果用于电子设备，则有利于作为高输出电力设备。此外，金刚石的漂移迁移率也高，并且对Johnson性能指数进行比较，其也是半导体中最有利于作为高速电力设备的。
因此，金刚石可以说是适于高频和高输出电子设备的顶级半导体。因此，利用单晶金刚石作为基板的各种电子设备的研究正在进行。
现在，金刚石半导体制作用的单晶金刚石基板，多数情况下是通过高温高压法(HPHT)所合成的称作Ib型的金刚石或者是提高了纯度的称作IIa型的金刚石。
然而，虽然HPHT金刚石可以得到高结晶性，但另一方面，其难以大型化，并且在其尺寸变大时，价格变得极高，作为设备用基板的实用化很困难。
因此，为了提供大面积并且廉价的基板，也正在研究通过气相法合成的CVD单晶金刚石。
非专利文献1：第20回ダイヤモンドシンポジウム講演要旨集(2006)，pp.6-7(《第20次金刚石专题论文集》(2006)，第6-7页)。
非专利文献2：Jpn.J.Appl.Phys.Vol.35(1996)pp.L1072-L1074(《日本应用物理期刊》，第35卷(1996)，第1072-1074页)

发明要解决的问题
最近，作为单晶金刚石，已经报道了在HPHT单晶金刚石基材上通过直接气相合成法进行均质外延生长的均质外延CVD单晶金刚石(参见非专利文献1)。
然而，该方法中，由于基材和生长的单晶金刚石是相同材料，因而难以将它们分离，因此，需要在基材中预先注入离子，或者需要在生长后进行长时间的湿式蚀刻分离处理等，从而在成本方面存在问题。此外，由于向基材中注入了离子，因此存在有所得到的单晶金刚石的结晶性产生一定程度下降的问题。
作为其它方法，还报道了在单晶MgO基材上异质外延生长的单晶Ir膜上，通过CVD法进行异质外延生长的异质外延CVD单晶金刚石(参见非专利文献2)。
然而，该方法中，由于在单晶MgO基材和隔着单晶铱(Ir)膜生长的单晶金刚石间所产生的应力(内部应力和热应力之和)，而存在有基材和生长的单晶金刚石细微地破裂的问题。此外，由于作为基材所能够获得的单晶MgO的结晶性不足，因此所得单晶金刚石的结晶性，并未达到能够满足的程度。
本发明鉴于上述问题而进行，其目的在于，提供一种能够以良好的再现性和低成本制造均匀并且结晶性高的单晶金刚石的单晶金刚石层生长用基板，以及单晶金刚石基板的制造方法。
用于解决问题的手段
为了实现上述目的，本方面提供一种单晶金刚石层生长用基板，用于使单晶金刚石层生长，其特征在于，至少由材质为单晶金刚石的基材以及在该基材的前述单晶金刚石层生长侧异质外延生长的铱膜或铑膜形成，并且前述基材的前述单晶金刚石层生长侧的表面的周端部形成曲率半径(r)≥50μm的倒角形。
如果是这种在材质为单晶金刚石的基材上具有异质外延生长的铱膜或铑膜的生长用基板，则通过使单晶金刚石层在其之上进行生长，可以结晶性良好地进行外延生长，并且由于是和基材材质相同的单晶金刚石，因此生长的层和基材都不会因热膨胀而导致过量的应力。由此，能够结晶性良好地进行生长，同时，即使是大面积，在作为单晶金刚石的层和基材上也都几乎不会产生损伤或破裂。因此，在单晶金刚石层生长后，通过对铱膜、铑膜施加适当的应力，而将其用作良好的剥离层，很容易剥离单晶金刚石层，从而可以得到单晶金刚石基板。此外，由于剥离后的基材几乎没有损伤或破裂等损害，因此可以作为基材再利用。此外，如果基材的单晶金刚石层生长侧的表面的周端部形成曲率半径(r)≥50μm的倒角形，则可以切实地、结晶性良好地使铱膜、铑膜和/或单晶金刚石层进行生长。
如上所述，按照本发明的单晶金刚石层生长用基板，能够以良好的再现性和低成本制造均匀并且结晶性高的大面积单晶金刚石基板。
这时，前述基材优选为圆形。
如果是这种形状的基材，则可以更容易地并且结晶性良好地使铱膜、铑膜和单晶金刚石层进行生长。
这时，前述材质为单晶金刚石的基材，优选为高温高压合成单晶金刚石或气相合成单晶金刚石。
如果是这种单晶金刚石，则由于结晶性良好，因此可以在该基材上以更好的结晶性使铱膜、铑膜和单晶金刚石层进行良好地生长。
这时，前述基材的厚度，优选为0.03mm以上15.00mm以下。
如上所述，如果基材的厚度为0.03mm以上，则容易操作，并且，如果厚度为15.00mm以下，则比较容易获得，因此可以获得制造简便且低成本的生长用基板。
这时，前述异质外延生长的铱膜或铑膜，优选是通过溅射法在前述基材上进行异质外延生长的膜。
如上所述，由于通过溅射法进行异质外延生长，能够以足够的生长速度进行生长，因此可以获得能够以更高的生产性制造的廉价的生长用基板。
这时，前述进行异质外延生长的铱膜或铑膜的厚度，优选为～100μm。
如上所述，如果厚度为以上，则膜的结晶性更好，如果厚度为100μm以下，则与基材或单晶金刚石层之间所产生的应力小，因此可以更切实地使单晶金刚石层生长，并且更加廉价。
此外，提供一种单晶金刚石基板的制造方法，其特征在于，通过使单晶金刚石层在本发明的单晶金刚石层生长用基板上进行生长，并在铱膜或铑膜部分上剥离该生长的单晶金刚石层，而形成单晶金刚石基板。
如上所述，如果使用本发明的单晶金刚石层生长用基板，则能够以低成本制造大面积且结晶性良好的单晶金刚石基板。
此外，本发明提供一种单晶金刚石基板的制造方法，其特征在于，通过在使单晶金刚石层生长后进行剥离而制造单晶金刚石基板，其中，该方法使铱膜或铑膜在材质为单晶金刚石、且前述单晶金刚石层生长侧的表面的周端部形成曲率半径(r)≥50μm的倒角形的基材上进行异质外延生长，并在该异质外延生长的铱膜或铑膜上使前述单晶金刚石层进行生长，然后在前述铱膜或铑膜部分上剥离该生长的单晶金刚石层，而形成单晶金刚石基板。
如上所述，通过使铱膜或铑膜在基材上进行异质外延生长，并使单晶金刚石膜在其之上生长，可以使铱膜或铑膜用作良好的剥离层，并且很容易地剥离单晶金刚石层，因此可以用简便的方法制造单晶金刚石基板。此外，由于基材的材质为单晶金刚石，并且是和生长层相同的材质，因此，即使热膨胀，也不会在基材和生长层上施加过量的应力，进一步，可以使层结晶性良好地进行生长。此外，由于基材未被施加过量的应力，因此难以产生破裂或损伤，从而可以形成大面积，同时再利用。此外，如果基材的前述单晶金刚石层生长侧的表面的周端部形成曲率半径(r)≥50μm的倒角形，则可以切实地结晶性良好地使铱膜、铑膜和单晶金刚石层进行生长。
如上所述，根据本发明的制造方法，能够以低成本制造均匀并且结晶性良好的大面积单晶金刚石基板。
这时，优选在前述异质外延生长的铱膜或铑膜的表面上进行偏压处理，形成金刚石生长核，并在进行了前述偏压处理的表面上，通过微波CVD法或直流等离子体CVD法使单晶金刚石层进行生长。
这样，通过预先进行偏压处理，形成金刚石生长核，可以结晶性良好地，并且以足够的生长速度，使单晶金刚石层生长。
发明的效果
如上所述，根据本发明的单晶金刚石层生长用基板或单晶金刚石基板的制造方法，能够以低成本制造均匀并且结晶性良好的大面积单晶金刚石基板。
附图说明
[图1]是表示本发明单晶金刚石层生长用基板的实施方式的一个例子的概略图。
[图2]是表示本发明的单晶金刚石基板的制造方法的实施方式的一个例子的流程图。
符号说明
10...基材、11...铱膜或铑膜、
12...单晶金刚石层生长用基板、
13...单晶金刚石层、14...单晶金刚石基板。

以下，对于本发明单晶金刚石层生长用基板以及单晶金刚石基板的制造方法，以实施方式的一个例子，一边参照附图，一边进行详细说明，但本发明并不限定于此。
图1是表示本发明单晶金刚石层生长用基板的实施方式的一个例子的概略图。图2是表示本发明单晶金刚石基板的制造方法的实施方式的一个例子的流程图。
首先，本发明的单晶金刚石层生长用基板，如图1所示，是用于使单晶金刚石层生长的基板12，并且是由材质为单晶金刚石的基材10，以及在基材10的单晶金刚石层生长侧进行异质外延生长的铱(Ir)膜或铑(Rh)膜11形成，并且基材10的单晶金刚石层生长侧的面的周端部为曲率半径(r)≥50μm的倒角形。
像这样，如果是在材质为单晶金刚石的基材上具有异质外延生长的铱膜或铑膜的生长用基板，则通过使单晶金刚石层在其之上进行生长，可以结晶性良好地进行外延生长，并且由于是材质相同的单晶金刚石，因此，即使热膨胀，也不会在生长层和基材上施加过量的应力。由此，可以结晶性良好地使大面积的单晶金刚石层生长，同时，在单晶金刚石层、和基材上也都几乎不会产生损伤或破裂。因此，在单晶金刚石层生长后，通过对铱膜、铑膜施加适当的应力，而将其用作良好的剥离层，可以很容易地剥离单晶金刚石层，从而得到单晶金刚石基板。此外，由于剥离后的基材几乎没有损伤或破裂等损害，因此可以再利用作基材。因此，可以显著降低单晶金刚石基板的制造成本。进一步，如果基材的前述单晶金刚石层生长侧的面的周端部形成曲率半径(r)≥50μm的倒角形，则可以确实地、结晶性良好地使铱膜、铑膜和单晶金刚石层进行生长。
作为该基材10的形状，如图1所示，上述基材10的单晶金刚石层生长侧的面的周端部为曲率半径(r)≥50μm的倒角形，并进一步优选为圆形。
通常，由于材质为单晶金刚石的基材，在其制造阶段，生长速度随着结晶方向而不同，因此大多为多边形并且在端部存在有大的锥度。这种倾向在超过5mm的大型材料中变得显著。对于这种形状的基材，在之后的加工工序中进行制膜或前处理等电气放电处理时，有时等离子体不稳定并且不均匀，无法得到充分的处理效果。因此，将基材形成为平行度高，即，没有锥度的圆形，或者，对于基材的要进行制膜或前处理等放电处理的一侧的面，将其周端部加工为倒角形。如果为这种形状的基材，则可以更容易地使铱膜、铑膜和单晶金刚石层结晶性良好地进行生长。
本发明者特别发现，单晶金刚石层生长侧的面的周端部不是曲率半径(r)≥50μm的倒角形的基材，即使其材质为单晶金刚石，也难以使铱膜、铑膜和单晶金刚石层在基材上结晶性良好地进行生长，并且几乎不可能得到所希望的大面积单晶金刚石基板，从而发现应使基材的前述单晶金刚石层生长侧的面的周端部为曲率半径(r)≥50μm的倒角形。
作为基材10的加工方法，没有特别限定，例如，可以通过激光切割法或研磨法进行成形，并用磨刀石使周端部形成倒角形。
这时，材质为单晶金刚石的基材10，优选为例如，高温高压合成单晶金刚石或气相合成单晶金刚石。
如果为这种单晶金刚石，则由于结晶性良好，因此可以使单晶金刚石层在该基材上结晶性更良好地进行生长。
此外，基材10的厚度，没有特别限定，优选为0.03mm以上15.00mm以下。
这样，如果基材的厚度为0.03mm以上，则容易处理，并且，如果为15.00mm以下，则比较容易获得，因此可以获得制造简便且低成本的生长用基板。
这时，异质外延生长的铱膜或铑膜11，优选通过溅射法在基材10上进行异质外延生长。
这样，通过例如R.F.磁控溅射法等溅射法进行异质外延生长，能够以足够的生长速度进行生长，因此可以获得能够以更高生产性制造的生长用基板。
这时，异质外延生长的铱膜或铑膜11的厚度，优选为～100μm。
如上所述，如果厚度为以上，则膜的结晶性更好，如果厚度为100μm以下，则与基材或单晶金刚石层之间所产生的应力小，可以切实地使单晶金刚石层生长，而且，价格低廉。此外，如果为这种厚度，则生长后的单晶金刚石层也容易剥离。
作为制造上述本发明的单晶金刚石层生长用基板，并进一步使用该基板制造单晶金刚石基板的实施方式的一个例子，说明以下本发明的单晶金刚石基板的制造方法。
在本发明的制造方法中，首先，如图2(a)所示，准备例如高温高压合成单晶金刚石或气相合成单晶金刚石，作为材质为单晶金刚石的基材10。然后，将该基材10的单晶金刚石层生长一侧的面的周端部形成为曲率半径(r)≥50μm的倒角形。
作为该基材10的形状等，没有特别限定，但可以准备和上述本发明的单晶金刚石层生长用基板的基材同样为圆形的材料。倒角形形状、基材厚度等，优选如前所述。
接着，如图2(b)所示，通过例如溅射法，并以～100μm的厚度，使铱膜或铑膜11在基材10上进行异质外延生长，从而制作本发明的单晶金刚石层生长用基板12。
由于基材的材质为单晶金刚石，并且结晶性良好，因此在其之上生长的铱膜、铑膜，也可以结晶性良好地进行生长。此外，由于具有为本发明的曲率半径的倒角形部，因此可以均匀地进行处理或生长。
接着，如图2(c)所示，使单晶金刚石层13在异质外延生长的铱膜或铑膜11上进行生长。
由于基材的材质为单晶金刚石，并且是和生长层相同的材质，因此，即使热膨胀，也不会对基材和生长层施加过量的应力，并且，由于基材的单晶金刚石层生长侧的表面的周端部是曲率半径(r)≥50μm的倒角形，因此可以使大面积的单晶金刚石层结晶性良好地进行生长。
这时，优选预先在异质外延生长的铱膜或铑膜11的表面上进行偏压处理，形成金刚石生长核，并通过微波CVD法或直流等离子体CVD法，使单晶金刚石层13在该进行了偏压处理的表面上进行生长。
该偏压处理，例如，使用日本特开2007-238377中记载的各种方法，首先，预先通过以基材侧电极为阴极的直流放电，进行用以形成金刚石生长核的前处理，在铱(Ir)膜或铑(Rh)膜的表面形成方位一致的金刚石生长核。接着，对于该已进行了偏压处理的基板，可以通过微波CVD法或直流等离子体CVD法，使单晶金刚石进行异质外延生长。
如上所述，通过预先进行偏压处理，形成金刚石生长核，可以结晶性良好地，并且以足够的生长速度，使目的单晶金刚石层进行生长。
接着，如图2(d)所示，通过在铱膜或铑膜11部分上剥离生长的单晶金刚石层13，形成单晶金刚石基板14。
在单晶金刚石层生长后，由层和基材对铱膜或铑膜施加适当的应力，因此将其作为良好的剥离层，从CVD装置等单晶金刚石层的生长装置内取出时容易剥离。
此外，从装置中取出后，当基材(或铱膜、铑膜)与单晶金刚石层之间残留有附着力时，将其浸在纯水中或进一步浸在磷酸溶液等湿式蚀刻液中，可以很容易使其剥离。
如上所述，根据本发明的单晶金刚石层生长基板或单晶金刚石基板的制造方法，能够以低成本制造高结晶性并且可以用于设备用途的单晶金刚石基板。
另一方面，剥离后残留的基材，为了除去铱膜或铑膜以及露出作为基材的单晶金刚石的洁净面而进行研磨加工，可以再利用作单晶金刚石的基材。通过再利用，可以进一步降低成本。
另外，虽然在上述本发明的单晶金刚石层生长基板或单晶金刚石基板的制造方法的说明中，对于使基材、铱膜或铑膜、单晶金刚石层在各自之上直接生长的情况进行了说明，但并不限定于此，也可以在铱膜、铑膜或单晶金刚石层的生长前，使缓冲层等其它层进行生长。
实施例
以下，通过实施例和比较例，对本发明进行更具体地说明，但本发明并不限定于此。
(实施例1)
使用直径为7.0mm左右的具有锥度的八面体形，并且厚度为1.0mm、方位(100)的粗研磨完的HPHT单晶金刚石，作为基材。使用激光法和研磨法，由该基材成形为无锥度、且直径为6.0mm的圆形，并且厚度为0.7mm后，将形成金刚石侧的表面的周端部加工为曲率半径(r)＝150μm的倒角形。然后，将上表面抛光研磨加工至Ra≤1nm。
然后，在该基材的进行单晶金刚石生长侧的面上，使Ir膜进行异质外延生长，制作单晶金刚石层生长用的基板。以Ir为靶，并通过R.F.磁控溅射法，在Ar气为6×10-2Torr(8Pa)、基板温度为700℃的条件下，溅射至单晶Ir膜厚为1.5μm，完成制膜。
此外，为了进行偏压处理以及DC等离子体CVD时的电气导通，除了使基板温度为100℃外，在相同的条件下，使Ir膜在里面生长1.5μm。
接着，进行偏压处理，用于在该基板的单晶Ir膜表面上形成金刚石的核。
首先，将基板设置在偏压处理装置的负电压施加电极(阴极)上，进行真空排气。接着，将基材加热至600℃，然后导入甲烷浓度为3vol.％的氢稀释甲烷气体，使压力为120Torr(160hPa)。然后，进行偏压处理。也就是说，在两电极间施加DC电压，流过规定的直流电流。
最后，在该偏压处理完成后的基板上，通过DC等离子体CVD法，在900℃下使单晶金刚石进行30h异质外延生长。
生长结束后，在确认制造物冷却至室温程度后，将大气导入到腔室内，并打开钟形罩。正电压施加电极(阳极)上的制造物，以异质外延生长的单晶金刚石部分和基板部分进行了分离。
对生长的单晶金刚石部分，进行表面研磨加工，并加工至和基板大致相同的尺寸，即直径约6mm、厚度约150μm。
使用拉曼分光、XRD摇摆曲线、截面TEM、阴极发光(CL)，对所得的单晶金刚石进行评价，可以确认充分的结晶性。
另一方面，可以将基板研磨加工至除去Ir以及露出基材的单晶金刚石的光洁面的程度，并且再利用作基材的单晶金刚石。
(实施例2)
使实施例1中最后通过DC等离子CVD法进行的单晶金刚石的生长时间为9h，除此以外，在和实施例1相同的条件下进行制造后，确认制造物冷却至室温程度后，将大气导入到腔室内，打开钟形罩。这时，阳极上的制造物，其异质外延生长的单晶金刚石部分和基板部分，通过弱粘附力粘合在一起。因此，将制造物浸在沸腾的纯水中1h并取出时，单晶金刚石部分和基板部分可以分离。虽然在分离的单晶金刚石的Ir侧的一面上还存在有附着了少量Ir的部分，但通过继续进行研磨加工就可以很容易地除去。
对生长的单晶金刚石部分，进行表面研磨加工，并加工至和基板大致相同的尺寸，即直径约6mm、厚度约150μm。
使用拉曼分光、XRD摇摆曲线、截面TEM、阴极发光(CL)，对所得的单晶金刚石进行评价，可以确认充分的结晶性。
另一方面，可以将基板研磨加工至除去Ir以及露出基材的单晶金刚石的光洁面的程度，并且再利用作基材的单晶金刚石。
(比较例1)
使用直径为7.0mm左右并具有锥度的八面体形，并且厚度为1.0mm、方位(100)的粗研磨完的HPHT单晶金刚石，作为基材。将单晶金刚石生长侧的面抛光研磨加工至Ra≤1nm。除了使用该基材(无倒角形)外，和实施例1同样地，进行Ir生长、偏压处理，并通过DC等离子体CVD法在其上进行单晶金刚石的异质外延生长。
在偏压处理中，放电不稳定，发光部向基板上部的角部分移动，或者在基板的下面和试验台的隙间也产生发光。此外，在基板的上面，也产生了放电不稳定的影响，等离子体的均匀性低，无法得到充分的处理效果。然后，通过DC等离子体CVD法，进行单晶金刚石的异质外延生长。打开钟形罩，观察腔室内的制造物，观察到基板的中心生长约2mm直径的单晶金刚石，除此之外为多晶金刚石。此外，这种情况下，还确认了在基板上面周端部上多晶金刚石异常生长的大形粒子。
因此，和实施例1、2相比，可见其结晶性、生产性都差，并且无法得到所希望的大面积单晶金刚石。
(比较例2)
除了使用直径为6.0mm、厚度为0.7mm、方位(100)、上侧周端部的倒角形r＝150μm的单面抛光研磨加工的单晶MgO，作为基材，除此以外，和实施例1同样地，进行Ir生长、偏压处理，并通过DC等离子体CVD法在其上进行单晶金刚石的异质外延生长。然后，打开钟形罩，观察腔室内的制造物，可见基板以及生长的单晶金刚石部分都破碎为1mm见方程度的微细碎片。
取出一片碎片，评价结晶性，确认了拉曼半值宽度大，在截面TEM中存在很多错位缺陷等，其对于设备用途来说，是不充分的水平。
当然，形成粉状的基材的再利用也是不可能的。
(实施例3、比较例3)
除了对实施例1的基材的形成金刚石侧的面的周端部，以曲率半径(r)＝30、40、50、60、70μm进行倒角形加工外，和实施例1同样地，进行Ir生长、偏压处理，并通过DC等离子体CVD法在其上进行单晶金刚石的异质外延生长。以下，结果示于表1。将结晶性、所得的单晶金刚石的直径，与未进行倒角形加工的比较例1是相同程度的情况，记为×，将得到了所希望直径的单晶金刚石基板的情况，记为○。
[表1]
 曲率半径(μm)   30   40   50   60   70  结晶评价   ×   ×   ○   ○   ○
由表1可知，以曲率半径为30、40μm进行倒角形加工的基材(比较例3)，放电不均匀，生长也不充分，并且少量生长的单晶金刚石部分的结晶性也差。另一方面，以曲率半径为50、60、70进行倒角形加工的基材(实施例3)，可以得到所希望的6mm直径的单晶金刚石基板。但是，在曲率半径为50μm时，和实施例1的曲率半径150μm相比，结晶性差，但在曲率半径为70μm时，可以得到和实施例1相同程度结晶性的单晶金刚石基板。
另外，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，只要是具有与本发明权利要求书所记载的技术思想实质上相同的构成，并且起到相同作用效果的情况，都包含在本发明的技术范围中。