Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 11: Kohlenstoff / Diamant

HL 11.10: Vortrag

Montag, 26. März 2001, 17:45–18:00, S17

Einfluß von H₂S auf das Wachstum und die elektronischen Eigenschaften von CVD-Diamantschichten — •H. Sternschulte, M. Schreck und B. Stritzker — Institut für Physik, Universität Augsburg, D-86156 Augsburg

Eine grundlegende Frage in der Diamantforschung stellt die Suche nach einem flachen Donator dar. 1999 wurden von Ando et al. [1] die Donatoreigenschaften von Schwefel (E_D= 380 meV) in Diamant gezeigt. Eine Bestätigung dieser Ergebnisse von anderen Gruppen steht allerdings noch aus.
In einem Mikrowellen-Plasma wurden CVD-Diamantschichten unter Zugabe von H₂S in Konzentrationen bis zu 8500 ppm zum CH₄/H₂-Gasgemisch sowohl auf Silizium als auch auf einkristallinen Diamantsubstraten abgeschieden. Während des Wachstums wurde das Plasma durch optische Emissionspektroskopie und Massenspektrometrie untersucht. Die Morphologie der unter Zugabe von H₂S abgeschiedenen CVD-Diamantschichten zeigt nur eine geringe Abhängigkeit von der Schwefelkonzentration im Plasma. Dagegen nimmt die Wachstumsrate mit zunehmendem H₂S-Anteil ab. Der Einbau von Schwefel und anderen Verunreinigungen in die Diamantschichten wurde mittels elastic recoil detection (ERD) und SIMS nachgewiesen. In den einkristallinen Diamantschichten konnten Schwefelkonzentrationen bis zu 480 ppm beobachtet werden. Die optischen und elektrischen Eigenschaften der homoepitaktisch gewachsenen Diamantschichten werden in Abhängigkeit von der Konzentration des eingebauten Schwefels diskutiert.

[1] I. Sakaguchi, T. Ando et al.; Phys. Rev. B60 (1999) R2139