Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 28: Diamant, diamant
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DS 28.3: Vortrag

Freitag, 30. März 2001, 12:45–13:00, S 5.1

Untersuchung der Gleichspannungs–unterstützten Keimbildung von Diamant auf Iridium–Pufferschichten mittels AFM und TEM — •F. Hörmann, T. Bauer, M. Schreck und B. Stritzker — Institut für Physik, Universität Augsburg, D-86135 Augsburg

Die Anfangsmosaizität der Diamantkristalle nach der Gleichspannungs-unterstützten Keimbildung (bias enhanced nucleation BEN) auf Iridium ist um ca. eine Größenordnung niedriger als auf Silizium. Zur Untersuchung der Ursachen für diese Unterschiede wurde die Struktur der Iridiumoberfläche nach der Keimbildung sowie nach einem kurzen Wachstumsschritt mittels AFM und TEM untersucht. Die Parameter für den Keimbildungsschritt waren 700 ⁰C Substrattemperatur, eine Gasmischung von 5% CH₄ in H₂, 1300 W Mikrowellenleistung, eine Biasspannung von -250 V sowie Prozeßdauern von 45, 75 und 120 min. Im nachfolgenden 30 minütigen Wachstumsschritt wurde der CH₄ Gehalt auf 1% reduziert. Während des Biasschrittes bildet sich auf der Iridiumschicht eine charakteristische Aufrauhung mit 3 charakteristischen Strukturen: a) 3 nm hohe Grate begrenzt von {111} Facetten und ausgerichtet entlang [110], [110], [100] bzw. [010] b) intern facettierte offene Hohläume sowie c) Partikel mit ca. 5-10 nm Größe, die als Diamantkeime oder Prekursoren interpretiert werden können. Ihre Dichte und Größe nimmt mit längerer Dauer des Bekeimungsschrittes nicht wesentlich zu. Weitere Experimente belegen das überraschende Phänomen, daß die Diamantkeimbildung unter Bedingungen stattfindet, unter denen kein Diamantwachstum möglich ist.