A gyémánt kiváló mechanikai és optikai tulajdonságai közismertek, azonban más szempontokból is extrém tulajdonságokat mutat. A kimagaslóan jó elektromos szigetelő-, hővezető- és elektronemissziós képesség mellett nagy jelentősége van annak is, hogy mintegy ~ 700°C-ig minden savnak, lúgnak és szerves oldószernek ellenáll. A kémiai gőzleválasztásos (CVD) szintézis elérhetővé tette jól tapadó, polikristályos gyémántrétegek gyakorlati felhasználását, jelenleg azonban csak a kis felület bevonásával nagy hozzáadott értéket jelentő alkalmazások rentábilisak. Egy ilyen lehetőség gyémántrétegek alkalmazása olyan gázérzékelő mikroszenzorokban, amelyek szilícium mikromechanikai megmunkálásával állíthatók elő. A gyémánt CVD kompatibilis ezzel a technológiával. Az előadás a BME és az MFA ezen a területen végzett munkáját mutatja be.

E munka a szilícium egykristály és pofikristályos szilícium szubsztrátra növesztett gyémántréteg homogenitását, szennyezettségét és tűlyakak megjelenését vizsgálja különböző növesztési paraméterek függvényében. Ilyen paraméterek a magképződési (nukleációs) hőmérséklet (750-950°C) és a növesztési hőmérséklet (750-900°C). Változtattuk a magképződési időtartamot, amely egykristály szilícium esetén 15-25 perc, polikristályos szilícium esetén 5-15 perc valamint a növesztési időtartamot, mely mindkét szubsztrát esetén 4-8 óra. A metánkoncentrációt a növesztés ideje alatt 0,5-1,5% közötti értékre állítottuk be. A kísérletek során számos más paramétert állandó értéken tartottuk: MW generátor teljesítménye: 750 W, a rendszerben lévő nyomás: 23 mbar, a magképződési előfeszítés értéke: -200 V, a teljes gázáramlási sebesség 100 cm³/perc.

A Si egykristályra leválasztott gyémántréteg tömörsége lúgos marással jól vizsgálható.
A tűlyukak helyén az (100) orientációjú egykristályban a lúgos marás anizotrop jellege miatt szabályos téglalapok keletkeznek, melyek optikai mikroszkóppal vizsgálhatók és megszámlálhatók.

Célunk olyan grafitmentes gyémántrétegek előállítása, melyen a tűlyukak sűrűsége
< 0,1/cm². Ezzel a 0,1-30 mm² felületű mikroérzékelők hatékony kémiai és mechanikai passziváló réteggel vonhatók be, így kémiailag és mechanikailag ellenállóbb eszközöket állíthatunk elő.

A témát az OTKA # TT 025346 támogatja.

VISSZA

Copyright © 2000
Magyar Anyagtudományi Egyesület