DE3881077T2

DE3881077T2 - Verfahren zur herstellung eines diamantfilms.

Info

Publication number: DE3881077T2
Application number: DE8888102852T
Authority: DE
Inventors: Eiji C O Nissin Electri Kamijo; Koji C O Nissin Electr Okamoto; Masayasu C O Nissin Elec Tanjo
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1987-02-26
Filing date: 1988-02-25
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 2008-02-26
Also published as: US4915977A; DE3881077D1; JPS63210099A; EP0280315A2; EP0280315A3; EP0280315B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Diamantschicht auf einem Substrat und insbesondere ein solches Verfahren, in welchem ein Gas eingesetzt wird.
Eine Vorrichtung zur Herstellung diamantartiger Kohlenstoffschichten ist in dem japanischen Abstract Vol. 11, Nr. 159 (C-423 [2606] (1987) beschrieben. Nach dieser Veröffentlichung wird die Schicht bzw. der Film durch das Einführen von Wasserstoff in eine schichtbildende Kammer, Vergasen von Kohlenstoff mittels Lichtbogenentladung und Anlegen eines elektrischen DC-Feldes an ein Substrat, um so die Kohlenstoffionen auf das Substrat zu beschleunigen.
Herkömmlicherweise wurden ein chemisches Dampfphasen-Epitaxieverfahren sowie ein Plasma-CVD-Verfahren, ein Photo-CVD-Verfahren oder dgl. unter Verwendung eines Gases, wie eines Kohlenwasserstoffes oder eines Gases einer organischen Serienverbindung, eingesetzt als Mittel zur Herstellung oder Synthetisierung einer dünnen Diamantschicht auf einem Substrat.
In den herkömmlichen Verfahren wurden jedoch die folgenden Probleme beobachtet:
(1) Gleichzeitig mit dem Kristallwachstum des Diamants wird eine Ablagerung von Graphit erzeugt wenn ein Kohlenwasserstoffgas oder ein Gas einer organischen Serienverbindung verwendet wird;
(2) es ist notwendig, das Substrat und eine Gasatmosphäre bei einer hohen Temperatur (z.B. ungefähr 800 ºC - 1000 ºC) zu behandeln, daß das Material, welches als Substrat verwendet werden kann, extrem begrenzt ist; und
(3) wenn das Substrat eine große Fläche aufweist oder eine komplizierte Form, wird der Durchfluß des Reaktionsgases ungleichmäßig, so daß eine Diamantschicht nicht gleichmäßig auf dem Substrat gebildet werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer dünnen Diamantschicht zur Verfügung zu stellen, mittels welchem die obigen Probleme des Standes der Technik gelöst werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren erzielt, umfassend folgende Schritte:
Einführen einer Mischung aus (1) einem Gas, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, Edelgasen, Serie der Kohlenwasserstoffgase, der Serien der organischen Verbindungsgase und deren Mischungen und (2) ein Gas, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Reihe der Siliciumgase, der Reihe der Germaniumgase und deren Mischungen, in einem Vakuumbehälter, um ein in diesem Behälter angeordnetes Substrat zu berühren; und
Verdampfen von Kohlenstoff auf dieses Substrat mittels Lichtbogenentladung an einer Kohlenstoffkathode und gleichzeitig Anlegen einer negativen oder einer einseitigen AC-Spannung mit einer solchen Größenordnung, daß die Bildung einer Glühentladung um das Substrat herum zu diesem Substrat oder zu einem Halter zum Halten dieses Substrates zu gewährleisten, um Kohlenstoff auf diesem Substrat abzuscheiden und dabei eine Diamantschicht auf einer Oberfläche dieses Substrates zu bilden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Kohlenstoff auf das Substrat abgelagert, während zusätzlich Thermoelektroden auf das Substrat zugeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Kohlenstoff auf diesem Substrat abgelagert, während gleichzeitig eine Hochfrequenzentladung in einem Raum zwischen diesem Substrat und dieser Kathode erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig.1 eine schematische Ansicht, welche ein Beispiel einer Vorrichtung darstellt, mittels welcher die erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt werden können; und
Fig.2 ist eine schematische Darstellung, welche ein anderes Beispiel einer anderen Vorrichtung zeigt, mittels welcher die erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt werden können.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und Ausführungsformen, die nicht unter die Erfindung fallen, werden unter Bezugnahme auf den Betrieb einer bevorzugten Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung beschrieben. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, welche eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. In dem Vakuumbehälter 8, welcher so angeordnet ist, daß er von einer Vakuumpumpe 10 abgepumpt wird, um ein Vakuum in dem Vakuumbehälter zu bilden, ist ein Halter 32 vorgesehen, um ein Substrat (z.B. eine Basisplatte) 4 zu halten, und eine Lichtbogenverdampfungsquelle 16 ist dem Substrat 4 gegenüberliegend vorgesehen.
Die Lichtbogenverdampfungsquelle 16 ist mit einer Kathode 18 aus Kohlenstoff versehen, einer Trägerelektrode 20 für die Lichtbogenzündung, einer Fahreinrichtung 26, welche z.B. von einem Luftzylinder oder dgl. gebildet wird, um die Trägerelektrode 20 reziprok durch eine Zuführung 22 zu bewegen, in der durch den Pfeil A außen an dem Vakuumbehälter 8 angedeutete Richtung. Eine Lichtbogenstromquelle 28 für das Anlegen einer Spannung von z.B. einigen 10 Volts ist zwischen der Kathode 18 und dem geerdeten Vakuumbehälter 8 befestigt, um so eine Vakuumdezilichtbogenentladung zwischen der Kathode 18 und dem Vakuumbehälter 8 zu erzeugen. Die Trägerelektrode 20 ist durch einen Resistor 24 mit der Erde verbunden.
Eine Stromquelle 34 ist zwischen dem Halter 32 und dem Vakuumbehälter 8 verbunden, um so eine vorbestimmte Vorspannung, wie später beschrieben, auf das Substrat 4 anzulegen (oder auf den Halter 32 in dem Fall, wenn es sich bei dem Substrat 4 um ein isolierendes Material handelt).
Ein ausgewähltes, später beschriebenes Gas G wird von einer Gasquelle 14 in dem Vakuumbehälter 8 durch einen gasführenden Einlaß 12 eingeführt, welcher an einer Vakuumbehälters 8 vorgesehen ist.
Um eine Schicht zu bilden ist es zunächst bevorzugt, das Substrat 4 zu reinigen, um so die Adhäsion des Diamantfilms auf dem Substrat 4 des weiteren zu verbessern. D.h., das Substrat, welches zuvor einem Entfetten unterworfen wurde, wird auf dem Halter 32 befestigt, das Innere des Vakuumkessels wird abgesaugt, z.B. auf 1,33 x 10&supmin;&sup5; bis 1,33 × 10&supmin;&sup7; mbar (10&supmin;&sup5; - 10&supmin;&sup7; Torr), Wasserstoffgas oder ein Edelgas, wie Argon oder dgl., wird als das Gas G in den Vakuumbehälter 8 eingeführt, so daß der Druck in dem Vakuumbehälter 8 0,133 bis einige mbar beträgt und eine negative Vorspannung von ungefähr -50 bis -1000 Volt wird auf das Substrat 4 von der Stromquelle 34 angelegt, um eine Glühentladung um das Substrat 4 zu erzeugen. Auf diese Weise wird das Gas G ionisiert, und die Ionen des Gases G werden auf das Substrat 4 gezogen, welches ein negatives Potential aufweist, um so mit dem Substrat 4 zu kollidieren und so zu bewirken, daß Verunreinigungen auf dem Substrat 4 durch die Kollisionsenergie zerplatzen und auf diese Weise das Substrat 4 gesäubert wird.
Nachfolgend wird die Diamantschicht gebildet. In der ersten nicht unter die vorliegende Erfindung fallende Ausführungsform wird, nachdem der Vakuumbehälter 8 wieder abgesaugt ist, z.B. auf 1,33 x 10&supmin;&sup5; - 1,33 × 10&supmin;&sup7; mbar (10&supmin;&sup5; - 10&supmin;&sup7; Torr), ein Gas, welches Wasserstoff, ein Inertgas, wie Argon, Neon oder dgl., ein kohlenstoffhaltiges Gas, wie Methan, Ethan oder dgl., und ein Gas einer organischen Verbindungsserie, wie Aceton oder dgl., oder eine Mischung von 2 oder mehr der vorgenannten Gase als das Gas G in dem Vakuumbehälter 8 eingeführt, und die negative Vorspannung wird auf das Substrat 4 von der Stromquelle 34 angelegt. Lichtbogenentladung wird durch die Lichtbogenverdampfungsquelle 16 erzeugt, so daß das von der Lichtbogenverdampfungsquelle 16 verdampfte Kohlenstoff 30 auf der Oberfläche des Substrates 4 abgelagert wird.
Die Trägerelektrode 20 wird von der Kathode 18 getrennt, nachdem die Trägerelektrode 20 in Kontakt mit der Kathode 18 gebracht wurde und dabei Funken erzeugt wurden, und die Lichtbogenentladung wird zwischen der Kathode 18 und dem Vakuumbehälter 8 aufrechterhalten, so daß die Kathode 18 erwärmt wird und Kohlenstoff 30 an der Kathode 18 verdampft. Der Kohlenstoff 30, welcher ein Kathodenmaterial in teilweise ionisiertem Zustand ist, wird auf das Substrat 4 verdampft, um auf der Oberfläche des Substrates 4 abzulagern.
Das Gas G wird durch die Kollision mit dem verdampften Kohlenstoffionen und zusätzlich von der um das Substrat 4 erzeugten Glühentladung ionisiert, so daß die so hergestellten Gasionen auf das Substrat 4, welches ein negatives Potential aufweist, gezogen werden, um so gegen das Substrat 4 zu kollidieren.
Die Kollisionsionen dienen als ein Keim, welcher als Energiezuführquelle dient und bewirkt, daß das Kohlenstoff eine Graphitstruktur aufweist, welche bei der Ablagerung auf das Substrat 4 in Diamantkristalle wächst und dadurch eine Diamantschicht auf der Oberfläche des Substrates 4 bildet.
Der Grund für die Auswahl des oben als Gas G beschriebenen Gases oder der Gase ist das:
1. wenn Wasserstoffgas als Gas G verwendet wird, bewirkt das in Form von Ionen kollidierende Wasserstoff, daß Graphit aus dem abgelagerten Kohlenstoff in Form von kohlenwasserstoffhaltigen Gasen, wie Methan, Ethan oder dgl., entfernt wird;
2. wird ein kohlenwasserstoffhaltiges Gas oder ein eine organische Verbindung enthaltendes Gas als das Gas G verwendet, kollidieren Ionen der gleichen Serie wie das abgelagerte Kohlenstoff, d.h., Kohlenstoff mit dem abgelagerten Kohlenstoff, so daß das abgelagerte Kohlenstoff leicht erregt wird;
3. wird ein Edelgas als Gas G verwendet, kann eine Diamantschicht von hoher Qualität ohne Verunreinigung erhalten werden; und
4. wird eine Mischung der vorgenannten Gase als Gas G verwendet, kann eine Kombination der obenbeschriebenen Wirkungen erzielt werden.
Es wird bevorzugt, das Gas G in den Vakuumbehälter 8 einzuführen, so daß der Druck in dem Vakuumbehälter 8 0,013 mbar (10 mTorr) oder mehr jedoch nicht mehr als ungefähr einige mbar beträgt, so daß das Gas G durch die Kollision mit verdampften Kohlenstoffionen und durch die Glühentladung um das Substrat 4 herum ionisiert werden kann.
Wird eine negative Vorspannung verwendet, ist es vorteilhaft, die Vorspannung, die an das Substrat 4 angelegt werden soll, so auszuwählen, daß sie einen Wert in einem Bereich von ungefähr -50 bis -1000 Volt oder noch bevorzugter in einem Bereich von -50 bis -600 Volt aufweist. Dies ist notwendig, denn wenn die Vorspannung niedriger als -1000 Volt ist, wird die Ionenbeschleunigungsenergie so groß, daß die Ionenbeschußenergie ebenfalls groß wird und es wird nur das Diamantkristallwachstum nachteilig beeinflußt, sondern die Ablagerungsgeschwindigkeit der Diamantschicht wird durch Ablassen verringert. Beträgt andererseits die Vorspannung mehr als ungefähr -50 Volt, wird nicht nur die Ionen an die Bedingung sehr schlecht, sondern die Erzeugung der Glühentladung um das Substrat 4 herum wird schwierig.
Des weiteren kann bei der Bildung einer Schicht bzw. eines Filmes verlangt sein, daß das Substrat 4 mittels Wärmeeinrichtungen (nicht gezeigt) bis zu einigen 100 ºC erhitzt wird, so daß die Reaktion der Diamantbildung durch thermische Erregung beschleunigt werden kann.
Die Merkmale der ersten Ausführungsform, die nicht unter die vorliegende Erfindung fällt, kann wie folgt zusammengefaßt werden.
1. Die Ablagerung von Graphit kann durch die Energie von kollidierenden Ionen unterdrückt werden, so daß eine gleichmäßige dünne Diamantschicht erzielt werden kann.
2. Da thermische Erregung nicht als Hauptprinzip verwendet wird, kann eine Niedrigtemperaturbehandlung angewendet werden, so daß der Auswahlbereich von Materialien, die als das Substrat 4 verwendet werden können, extrem groß ist.
3. Die Lichtbogenentladung an der Kohlenstoffkathode 18 wird zur Ablagerung von Kohlenstoff verwendet, und es ist notwendig, den Zustand des Kohlenstoffs von fest zu flüssig zu ändern, um dasselbe zu sammeln, sondern der Kohlenstoff wird direkt verdampft, so daß die Kathode 18, d.h., die Lichtbogenverdampfungsquelle 16 an jeder Stelle angebracht werden kann, oberer Seite, unterer Seite, linke Seite oder rechte Seite, in dem Vakuumbehälter 8 und daher können eine Vielzahl von Kathoden parallel vorgesehen sein. Daher kann das Substrat gleichmäßig mit einer Diamantschicht bedeckt werden, auch wenn das Substrat eine große Fläche und/oder eine komplizierte Form aufweist.
4. Eine negative Vorspannung wird an das Substrat angelegt, so daß die verdampften Kohlenstoffionen und Gasionen beschleunigt werden, dadurch gegen das Substrat 4 kollidieren und formen dort eine Schicht. Daher ist die Adhäsion der gebildeten Diamantschicht auf dem Substrat 4 gut.
5. Da Kohlenstoffverdampfung mittels Lichtbogenentladung verwendet wird, ist die Ablagerungsgeschwindigkeit im Vergleich mit dem konventionellen Verfahren hoch und daher ist die Effizienz der Diamantschichtbildung gut.
Die zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden hauptsächlich im bezug auf die sich von der ersten Ausführungsform unterscheidenden Punkte beschrieben. Bei der Bildung einer Schicht gemäß der zweiten Ausführungsform wird eine Mischung eines ersten Gases, ausgewählt aus Wasserstoff, Edelgasen, kohlenwasserstoffhaltigen Gasen, Gasen einer organischen Verbindungsserie oder einer Mischung von zwei oder mehr der obenbeschriebenen Gasen und ein zweites Gas, ausgewählt aus siliciumhaltigen Gasen (wie Monosilan, Disilan oder dgl.) und ein germaniumhaltiges Gas (wie German, Germaniumfluorid oder dgl.) als das Gas G verwendet, welches in dem Vakuumbehälter 8 eingeführt wird.
Wird ionisiertes Silicium oder Germanium verwendet, welches auf den abgelagerten Film auftrifft, nimmt dieser nur eine SP³-Bindung an, um so die Ablagerung der Graphits zu verhindern und effektiv die Diamantbildung zu bewirken.
Das Mischverhältnis eines Gases der Siliciumserie und/oder eines Gases der Germaniumserie mit einem ersten Gas/Gasen muß nicht groß sein und das Verhältnis ist ausreichend, wenn es einen Wert in einem Bereich von z.B. ungefähr 0,1 % bis ungefähr 30 % (Vol.-%) besitzt.
Daher weist die zweite Ausführungsform als ein weiteres Merkmal auf, daß eine Diamantschicht von höherer Qualität gebildet werden kann, zusätzlich zu den obigen Merkmalen 1 bis 5 der ersten Ausführungform.
Wird in der ersten und zweiten Ausführungsform das Substrat 4 mit einer dicken Diamantschicht beschichtet mit einer Dicke im µm-Bereich, ist es möglich, daß die Oberfläche der Schicht durch kollidierende Ionen positiv geladen wird (aufgeladen), da die Diamantschicht ein Isolator ist und eine Lichtbogenentladung auf der Oberfläche der Schicht erzeugt wird und auf diese Weise den Film zerstört. Daher ist es z.B. in dem in Fig. 2 dargestellten Fall vorteilhaft, eine Schicht zu bilden, während dem Substrat 4 Thermoelektronen auf solch eine Weise zugeführt werden, z.B. daß ein Heizdraht 36 in der Nähe des Substrates 4 vorgesehen ist und daß der Heizdraht 36 durch eine Stromquelle 38 erwärmt wird, um so Thermoelektronen zu emittieren. Auf diese Weise kann die Aufladung der Schichtoberfläche durch die Thermoelektronen verhindert werden. Wenn erfordert, kann eine Vorspannung zur Beeinflussung der Thermoelektronen zwischen dem Heizdraht 36 und dem Substrat 4 angelegt werden.
In der ersten und zweiten Ausführungsform kann die Ablagerung von Kohlenstoff auf dem Substrat 4 durchgeführt werden, während eine Hochfrequenzentladung in einem Raum zwischen dem Substrat 4 und der Kathode 18 erzeugt wird. Z.B. kann eine Hochfrequenzspule als Bauteil 36 in Fig. 2 anstelle des Heizdrahtes verwendet werden, und eine Hochfrequenzkraft wird der Hochfrequenzspule von der Stromquelle 38 zugeführt, um so eine Hochfrequenzentladung über der Hochfrequenzspule zu erzeugen. Anschließend wird die Ionisierung des verdampften Kohlenstoffs 30 und des atmosphärischen Gases G beschleunigt, so daß mehr Ionenenergie für die Diamantbildung verwendet werden kann.
Die dritte Ausführungsform, welche nicht unter die Erfindung fällt, wird im folgenden in bezug auf die von der ersten Ausführung unterschiedlichen Merkmale beschrieben. Um eine Schicht gemäß der dritten Ausführungsform zu bilden, wird eine AC-Vorspannung dem Substrat 4 von einer Stromquelle 34 zugeführt.
In einer negativen Periode der Wechselstromvorspannung können verdampfte Kohlenstoffionen und Gasionen auf das Substrat 4 zu beschleunigt werden, so daß die Energie der beschleunigten Ionen als Keim verwendet werden kann, welcher eine Energiezuführquelle bildet ähnlich wie im Fall der ersten Ausführungsform, um so eine Diamantschicht auf der Oberfläche des Substrates 4 zu bilden. In einer positiven Periode der Wechselstromvorspannung werden mittels Ionenkollision auf dem Substrat 4 oder dgl. emittierte Sekundärelektronen zurück auf das Substrat 4 oder dgl. gezogen, so daß verhindert werden kann, daß sich die Oberfläche des Substrates 4 auflädt.
Aus dem gleichen Grund wie im Falle der negativen Gleichstromvorspannung ist es vorteilhaft, wenn die an das Substrat 4 angelegte Wechselstromvorspannung einen Spitzenwert innerhalb eines Bereiches von ungefähr 50 V bis ungefähr 1000 Volt, und insbesondere in einem Bereich von ungefähr 50 Volt bis ungefähr 600 Volt aufweist.
Es ist nicht notwendig, die Wellenform der Wechselstromvorspannung auf eine Sinuswelle zu begrenzen, sondern die Wechselstromvorspannung kann jede andere Wellenform, z.B eine eckige Wellenform, eine Sägezahnwellenform oder eine aus einem Teil einer rechteckigen Wellenform zusammengesetzte Form aufweisen.
Demgemäß hat die dritte Ausführungsform den weiteren Vorteil, daß verhindert werden kann, daß die Oberfläche aufgeladen wird, auch wenn im Substrat 4 nicht extra Thermoelektronen zugeführt werden, zusätzlich zu den Merkmalen 1 bis 5 der ersten Ausführungsform.
Die vierte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden in bezug auf die Unterschiede zwischen diesem und dem vorher beschriebenen zweiten Ausführungsform beschrieben. In der vierten Ausführungsform wird ähnlich wie in der dritten Ausführungsform eine Wechselstromvorspannung an das Substrat 4 von einer Stromquelle 34 angelegt, um eine Schicht zu bilden. Das Verf ahren ist das gleiche wie oben beschrieben. Folglich weist die vierte Ausführungsform alle Merkmale der Ausführungsformen 1 bis 3 auf.
In der dritten und vierten Ausführungsform wie auch in den zuvor genannten ersten und zweiten Ausführungsformen kann die Kohlenstoffablagerung auf dem Substrat 4 durchgeführt werden, während eine Hochfrequenzentladung in einem Raum zwischen dem Substrat 4 und der Kathode 18 erzeugt wird. Ist es erwünscht, daß die Aufladung besser verhindert wird, kann eine Schicht gebildet werden, während Thermoelektronen dem Substrat 4 zugeführt werden. Die Wirkung ist oben beschrieben.
Wie oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform, welche nicht unter die Erfindung fällt, beschrieben, können folgende Vorteile erzielt werden.
1. Die Ablagerung von Graphit kann unterdrückt werden, so daß eine gleichmäßige dünne Diamantschicht gebildet werden kann.
2. Eine niedere Temperaturbehandlung kann eingesetzt werden, so daß der Auswahlbereich der Materialien, welche als Substrat verwendet werden können, extrem groß ist.
3. Eine gleichmäßige Schicht kann auf einem Substrat gebildet werden, auch wenn das Substrat eine große Fläche und/oder eine komplizierte Form aufweist.
4. Die Haftung der Diamantschicht auf dem Substrat ist gut.
5. Die Diamantschicht kann effizient gebildet werden.
In der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen weiteren Vorteil zu erzielen, daß eine Diamantschicht mit hoher Qualität gebildet werden kann, zusätzlich zu den vorgenannten Vorteilen 1 bis 5.
Bei der dritten Ausführungsform, welche nicht unter die vorliegende Erfindung fällt, ist es möglich, die Wirkung zu erzielen, daß die Aufladung der Oberfläche der Diamantschicht verhindert werden kann, auch wenn nicht extra Thermoelektronen der Oberfläche zugeführt werden, zusätzlich zu der Wirkung 1 bis 6.
Durch die vierte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Vorteile zu erhalten, daß eine Diamantschicht mit hoher Qualität gebildet werden kann, und daß ein Auftreten der Aufladung auf der Oberfläche der Diamantschicht verhindert werden kann, auch wenn Thermoelektronen nicht extra der Oberfläche zugeführt werden, zusätzlich zu den vorgenannten Vorteilen 1 bis 5.
Während die vorliegende Erfindung in bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es verständlich, daß Abwandlungen und Änderungen dieser, welche in den Bereich der Erfindung fallen, Fachleuten auf diesem Gebiet klarwerden und daß der Bereich der vorliegenden Erfindung nur durch die angefügte Ansprüche und deren Äquivalente begrenzt wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Diamantschicht auf einem Substrat, umfassend die folgenden Schritte:

Einführen einer Mischung aus (1) einem Gas, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, Edelgas, kohlenstoffwasserhaltigen Gasen, organische Verbindung enthaltenden Gasen und deren Mischungen und (2) ein Gas, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus siliciumhaltigen Gasen, germaniumhaltigen Gasen und deren Mischungen, in einen Vakuumbehälter, um ein in dem Behälter angeordnetes Substrat zu kontaktieren; und

Aufdampfen des Kohlenstoffes auf dieses Substrat mittels Lichtbogenentladung an einer Kohlenstoffkathode und gleichzeitiges Anlegen einer negativen oder einer Wechselstromvorspannung von einer solchen Größenordnung, um die Bildung einer Glühentladung um das Substrat herum zu diesem Substrat oder einem Halter zur Befestigung des Substrates sicherzustellen, um Kohlenstoff auf diesem Substrat abzulagern und so eine Diamantschicht auf einer Oberfläche dieses Substrates zu bilden.

2. Verfahren zur Herstellung einer Diamantschicht nach Anspruch 1, wobei Kohlenstoff auf diesem Substrat abgelagert wird, während dem Substrat zusätzlich Thermoelektronen zugeführt werden.

3. Verfahren zur Herstellung einer Diamantschicht nach Anspruch 1, wobei Kohlenstoff auf dieses Substrat abgelagert wird, während gleichzeitig eine Hochfrequenzentladung in einem Raum zwischen diesem Substrat und dieser Kathode erzeugt wird.