Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 10: Diamant

DS 10.1: Hauptvortrag

Mittwoch, 13. März 2002, 14:00–14:45, HS 31

Heteroepitaktische Abscheidung von Diamant aus der Gasphase: Ein Weg zu großflächigen Einkristallen — •M. Schreck — Universität Augsburg, Institut für Physik, 86135 Augsburg

Viele der extremen Materialparameter von Diamant sind in polykristallinen Schichten aufgrund der Korngrenzen deutlich reduziert. Insbesondere für zukünftige Anwendungen von Diamant in aktiven elektronischen Bauelementen stellt deshalb die chemische Gasphasenabscheidung von großflächigen Schichten, die in ihren Eigenschaften Einkristallen sehr nahe kommen, eine zentrale Herausforderung dar. Der Vortrag gibt einen Überblick zum aktuellen Entwicklungsstand dieser Arbeiten.

Mit Hilfe der gleichspannungsunterstützten Keimbildung (bias enhanced nucleation BEN) lassen sich auf den unterschiedlichsten Substraten epitaktische Diamantkristalle erzeugen. Diese wachsen in der Regel zu hochorientierten Schichten zusammen ohne ihren polykristallinen Charakter zu verlieren. Einzig bei Verwendung von Ir-Pufferschichten ist bisher die Präparation von Schichten mit drastisch reduzierter Mosaizität gelungen, in denen sich das Korngrenznetzwerk vollständig in kurze isolierte Defektbänder aufgelöst hat. Mit Hilfe von einfachen Simulationen und energetischen Betrachtungen lässt sich zeigen, dass die Koaleszenz von Kristalliten durch Disklinationsbildung als wesentlicher Mechanismus für dieses optimierte texturierte Wachstum verantwortlich ist.

BEN auf Ir zeigt eine Reihe ungewöhnlicher Phänomene wie Keimbildung unter Ätzbedingungen oder laterale Domänenbildung. Ihre Charakterisierung mit verschiedenen Analyseverfahren wird im Hinblick auf ein grundlegendes Verständnis der epitaktischen Keimbildung interpretiert.