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10de
Stromversorgung Kathode
; I / Plasmagase
Ar 75 Synthesegase
Plasmafreistrahl
Ede. 77" EEE 3 -Substrat
Ps ü
v AU Kahlmebitm
GN
Bild 1: DC-Plasmajet-CVD - Prinzipskizze
Einflußgröße Parameterfeld
Thermodynamischer Zustand Nichtgleichgewicht .
Elektr. Eingangsleistung 40-80 kW
Plasmagase Ar (70-130 l/min) und H, (5-20 l/min)
Synthesegase CH (0,15-3 l/min) und H,
Prozeßdruck 30-250 hPa
Substratoberflächentemperatur 1000 - 1700 K
Prozeßdauer 5-40 min
Tabelle 1: Einflußparameter auf die DC-Plasmajet-CVD-Diamantsynthese
Probenpräparation und Untersuchungstechnik
Die beschichtete Probe wird in ein Bad aus 5%-iger Schwefelsäure überführt. Das
Herabsetzen der Schwefelsäurekonzentration von 50% auf 5% resultiert in einer Kontrolle
der Zersetzungsgeschwindigkeit der Probe, wodurch ein selektives Atzen ermöglicht wird
und die Kohlenstoff-Übergangsphasen erhalten bleiben. Die Grenzschicht zwischen der
sich bildenden Diamantschicht und dem Substrat weist zu Beginn des Aufwachsvorgangs
Lücken auf. Bei dem Belasten der sich bildenden Schicht durch Säure werden somit diese
Stellen zuerst angegriffen. Durch das selektive Atzen der noch nicht geschlossenen
Schichten lösen sich Partikel vom Substrat, steigen zur Oberfläche auf und können von
dort aus separiert werden. Es erwies sich als vorteilhaft, von der Seite her Licht auf das
verwendete Becherglas einfallen zu lassen, um die auf der Oberfläche schwimmenden
Partikel besser zu visualisieren. Die abgelösten und separierten Partikel werden
anschließend sorgfältig mit VE-Wasser gespült, getrocknet und auf einem mit amorphem
Kohlenstoff beschichteten Kupfernetz aufgebracht.
Zum Untersuchen der Partikel dient ein Transmissionselektronenmikroskop Jeol 2000FX
(200 kV. LaBe-Kathode).