Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 10: Diamant

HL 10.7: Vortrag

Montag, 27. März 2000, 18:00–18:15, H13

Ätzraten von Diamantoberflächen in H- und O-Plasmen — •M. Stammler, N. Sieber, P. Schott, B. Mantel, J. Ristein und L. Ley — Institut für Technische Physik, Universität Erlangen-Nürnberg, Erwin-Rommel-Straße 1, 91058 Erlangen

Ätzraten von Einkristalldiamantoberflächen und CVD-Diamantschichten in Wasserstoff- und Sauerstoffplasmen wurde quantitativ durch Ausmessung von Ätzstufen mittels Rasterkraftmikroskopie bestimmt. Für das Wasserstoffplasma wurde eine Standard Mikrowellen (MW)-CVD- Anlage benutzt, während die Sauerstoffbehandlung im kapazitiv gekoppelten Hochfrequenz-Plasma einer reaktiven Ionenätz (RIE)- Anlage durchgeführt wurde. Als Proben wurden ein synthetischer Typ Ib Diamanteinkristall mit (100)-Oberfläche und polykristalline Diamantschichten auf (100)-Siliziumsubstraten, die mit MW-CVD hergestellt wurden, benutzt. Auf der Diamanteinkristalloberfläche konnten dabei gleichzeitig Wachstumssektoren mit unterschiedlicher Stickstoffkonzentration untersucht werden. Die Ätzversuche zeigen, daß das RIE-Sauerstoffplasma zu einem Abtrag der Oberfläche mit Ätzraten im Bereich von 10 µm/h führt. Im Falle der Wasserstoffplasmabehandlung zeigen sich auf dem synthetischen Ib Diamant wesentlich kleinere Ätzraten im Bereich von 1 nm/h, die auch nur auf den stickstoffdotierten Bereichen gefunden werden. In den undotierten Bereichen sowie auf den nominell undotierten CVD-Schichten beobachten wir in allen Fällen in reinem H-Plasma ein Diamantwachstum (ca. 1nm/h), das wir Transportreaktionen vom graphitischen Substrathalter auf die Diamantoberfläche zuschreiben.