Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 28: Diamant, diamant
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DS 28.4: Vortrag

Freitag, 30. März 2001, 13:00–13:15, S 5.1

Analyse der Kohlenstoffdeposition bei der Gleichspannungs-unterstützten Keimbildung von Diamant auf Ir/SrTiO₃ unter Verwendung von ¹³C-Methan — •T. Bauer¹, F. Hörmann¹, M. Schreck¹, A. Bergmaier², B. Stritzker¹ und G. Dollinger² — ¹Institut für Physik, Universität Augsburg, 86135 Augsburg — ²Physik Department E12, TU München, 85747 Garching

Die Gleichspannungs-unterstützte Keimbildung (BEN) von Diamant ist der entscheidende Schritt für die epitaktische Keimbildung bei der chemischen Gasphasenabscheidung hochorientierter bzw. einkristalliner Diamantschichten. Für die Aufklärung der Elementarschritte bei Abscheidung auf Iridium–Pufferschichten wurden Experimente mit isotopenmarkiertem ¹³C-Methan durchgeführt. Optische Emissionsspektroskopie (OES) am Mikrowellenplasma zeigt, daß selbst in einem mit natürlichem Kohlenstoff ausgekleideten Reaktor die Gasphase aus nahezu isotopenreinem ¹³C besteht. Nach BEN–Experimenten von 45 min, 1.5 h und 3.5 h bei 700 ⁰C, 5% CH₄ in H₂, wurden Konzentration und Tiefenverteilung von Kohlenstoff und Wasserstoff mittels elastic recoil detection (ERD) gemessen. Die Gesamtkohlenstoffbelegung steigt in den 3 Biasschritten von 2 · 10¹⁶ cm⁻² auf 5 · 10¹⁶ cm⁻² an. Während nach 45 min und 1.5 h ¹³C–Kohlenstoff nur an der Oberfläche und an der Grenzfläche Ir/SrTiO₃ zu finden ist, verteilt er sich nach 3.5 h Stunden über die gesamte Dicke der Ir–Schicht. Wasserstoff findet sich nur an der Oberfläche. Die Korrelation der Oberflächenkohlenstoffbelegung mit Flächendichten und Größen der Diamantkristalle nach der Keimbildung wird im Hinblick auf mögliche Keimbildungsmodelle diskutiert.