Einkristalline Diamantschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft eine einkristalli- ne bzw. quasi-einkristalline Diamantschicht bzw. eine Diamantschicht mit geringer Fehlorientierung und Ver- fahren zu ihrer Herstellung. Derartige Diamantschich- ten werden insbesondere als Bauteile in der Mechanik, in der Mikromechanik, in der Elektronik, beispiels- weise als Wachstumssubstrate für die epitaktische Ab- scheidung von Halbleitermaterialen für Halbleiterbau- elemente, beispielsweise aus GaN, GaAs oder AlN, in der Optik oder auch in der Chirurgie, beispielsweise für Diamantskalpelle, benötigt. Insbesondere im Be- reich der Mikroelektronik eignet sich eine Diamant- schicht mit geringer Fehlorientierung (im Folgenden auch als quasi-einkristalline oder auch als einkri- stalline Diamantschicht bezeichnet) als Wachstumssub- strat für Halbleiter, da auf derartigen einkristalli- nen Diamantschichten ein epitaktisches Wachstum der Halbleiter möglich ist. Insbesondere kommt bei Dia- mant als epitaktischem Wachstumssubstrat für Hoch- leistungshalbleiterbauelemente wie z. B. GaN Laserdi- oden die extrem hohe Wärmeleitfähigkeit zum Tragen.

Auch die Herstellung einer einkristallinen Schicht aus kubischem Bornitrid (c-BN) ist auf einem derarti- gen Wachstumssubstrat möglich.

Stand der Technik zur Herstellung derartiger quasi- einkristalliner Diamantschichten, in denen sich die anfänglichen Korngrenzen in kurze Defektbänder aufge- löst haben, ist es, auf einem oxidischen Einkristall, beispielsweise Strontiumtitanat SrTi03 (STO) mittels Elektronenstrahlverdampfen eine epitaktische einkri- stalline bzw. quasi-einkristalline Iridiumschicht ab- zuscheiden. Hierfür sind Iridiumschichten mit einer Dicke von ca. 150 nm geeignet. Dieser Stand der Tech- nik ist in Fig. 2A dargestellt.

Durch eine kurzzeitige Verwendung einer Biasspannung in einem Plasmareaktor können nun epitaktische Dia- mantkristalle auf der Iridiumschicht erzeugt werden, die anschließend zu einer geschlossenen Schicht aus- wachsen. Bei geeigneten Prozessbedingungen verbessert sich mit zunehmender Schichtdicke die Textur kontinu- ierlich bis eine quasi-einkristalline Diamantschicht entsteht. Dies ist beispielsweise in Schreck et al.

"Diamond/Ir/SrTiO3 : A Material Combination For Im- proved Heteroepitaxial Diamond Films", Applied Phys- ics Letters, Band 74, Seiten 650-652 (1999) beschrie- ben.

Statt der Strontiumtitanat-Einkristalle als Substrat können auch andere oxidische Einkristalle wie MgO oder A1203 verwendet werden.

Nachteilig an diesem System ist jedoch, dass das Sub- strat und die Diamantschicht unterschiedliche thermi- sche Eigenschaften haben, so dass sich beim Abkühlen von der Abscheidetemperatur thermische Spannungen von über 5 GPa ergeben. Während sehr dünne Diamantschich- ten mit einer Dicke < 1 Mm dennoch haften, platzen technisch relevante Diamantschichten mit einer Dicke oberhalb 1 Am nahezu immer vom Substrat ab. Dies hat zur Folge, dass die Probe während des langen Wachs- tums, das oft über 100 Stunden dauert, keiner Tempe- raturänderung ausgesetzt werden darf, d. h. die Probe darf während der gesamten Wachstumsdauer nicht der Wachstumskammer entnommen werden, um den Fortgang des Wachstums zu überprüfen.

Ein weiterer großer Nachteil dieses Standes der Tech- nik ist es, dass die einkristallinen Substrate wie Strontiumtitanat zwar in Größen bis 2"Durchmesser erhältlich sind. Die Preise dieser Substrate sind je- doch exorbitant hoch. Auch kostengünstigere Oxidkris- talle wie Saphir weisen das Problem der thermischen Spannung auf. Entscheidend für den Erfolg und die Durchsetzung quasi-einkristalliner Diamantschichten am Markt ist es jedoch, dass großflächige, quasi-ein- kristalline Diamantschichten mit ausreichender Dicke kostengünstig verfügbar sind. Für eine Reihe von An- wendungen ist es darüber hinaus wünschenswert, dass die Diamantschicht permanent auf dem Wachstumssub- strat haften bleibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Dia- mantschichten und Verfahren zu ihrer Herstellung zur Verfügung zu stellen, die zuverlässig, überprüfbar und kostengünstig in ausreichender Dicke hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 sowie die Diamantschicht nach Anspruch 11 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Diamantschicht werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gege- ben.

Erfindungsgemäß wird nunmehr als Substrat einkristal- lines Silizium oder eine Schichtfolge von beispiels- weise gesintertem Siliziumcarbid und einkristallinem Silizium in (100) oder (111) -Orientierung vorgeschla- gen, wobei auf dieses Substrat mindestens eine Puf- ferschicht abgeschieden wird. Auf diese Pufferschicht wird epitaktisch eine Metallschicht, insbesondere aus Iridium und/oder Platin und/oder Rhenium und/oder Ru- thenium, auch als Folge mehrerer Metallschichten wie beispielsweise Platin auf Iridium, abgeschieden. Als Pufferschichten eignen sich insbesondere oxidische Schichten, aber auch Carbide wie Siliziumcarbid oder Nitride.

Die Substrate, Silizium bzw. gesintertes Siliziumcar- bid sind großflächig verfügbar und besitzen insbeson- dere einen guten thermischen Fit zu Diamant. Auf dem Siliziumcarbid kann dann eine dünne einkristalline Siliziumschicht aufgebondet werden. Dadurch wird der thermische Stress beim Abkühlen einer aufgebrachten Diamantschicht minimiert und die Haftung optimiert.

Diese Substrate sind preisgünstig und großflächig verfügbar. Die Abscheidung der Pufferschicht, vor- nehmlich Oxide wie z. B. Strontiumtitanat, Ytrium- stabilisiertes Zirkonoxid, Ceroxid oder auch Silizi- umcarbid, kann beispielsweise mittels Vakuumverfah- ren, MBE, PLD, CVD oder PVD erfolgen. Oxide wie oben angegeben ermöglichen eine gute Haftung von darauf abgeschiedenen Metallschichten, insbesondere Iridium- schichten. Es ist daher möglich, auf diesen Puffer- schichten mit geeigneten Methoden, wie beispielsweise Elektronenstrahlverdampfen oder Sputtern, quasi- einkristalline Iridiumschichten abzuscheiden.

Die Pufferschichten weisen dabei vorteilhafterweise eine Dicke von 1 bis 200 nm, vorzugsweise von 10 bis 120 nm, vorteilhafterweise von 15 bis 100 nm auf. Die Metallschicht besitzt vorteilhafterweise eine Dicke von 10 bis 300 nm, vorteilhafterweise von 100 bis 200 nm, vorteilhafterweise von 150 nm.

Interessanterweise stellte sich hierbei heraus, dass die Metallschichten ganz wesentlich besser orientiert sein können als die darunter liegenden Pufferschich- ten. Denn die Pufferschichten können typischerweise noch große Fehlorientierungen von > 2°, > 1° oder auch > 0, 5° aufweisen, während die aufgebrachten Iri- diumschichten qualitativ hochwertig und einkristallin bzw. quasi-einkristallin, beispielsweise mit einer Fehlorientierung < 0, 5° oder < 0, 2°, sind.

Damit liegt ein ideales Substrat für eine nachfolgen- de Deposition einkristalliner bzw. quasi-einkristal- liner Diamantschichten auf der Metallschicht vor. Die Deposition des Diamant kann beispielsweise über Mik- rowellen-CVD oder andere herkömmliche Verfahren er- folgen. Die epitaktische Keimbildung des Diamant kann über das so genannte BEN Verfahren (bias enhanced nucleation) bzw. durch den Shintani-Prozess (SU 5,814, 149) erfolgen.

Vorteilhaft an dem vorgeschlagenen Verfahren ist, dass das Substrat hochskalierbar und preisgünstig ist. Weiterhin haften auf diesem Substrat die erzeug- ten quasi-einkristallinen Iridiumschichten und die erzeugten Diamantschichten aufgrund der guten thermi- schen Anpassung zwischen Diamant und Silizium hervor- ragend. Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Er- findung besteht darin, dass, insbesondere bei geeig- neter Prozessführung d. h. bei langsamer Abscheidung der Metallschicht auf der Pufferschicht, die Metall- schicht ganz wesentlich besser orientiert sein kann als die darunter liegende Pufferschicht. Derartige Pufferschichten, insbesondere TiN, Ce02, YSZ (Yttri- um-stabilisiertes Zirkonoxid), Y203, MgO, Strontium- titanat (SrTiO3) und dergleichen, wie sie für die Ab- scheidung von Hochtemperatursupraleiterschichten auf Silizium bekannt sind, besitzen typischerweise noch große Fehlorientierungen von > 1°, können nunmehr jedoch dennoch als Unterlage für das Aufwachsen von quasi-einkristallinen oder einkristallinen Metall- schichten dienen.

Wird als Substrat Siliziumcarbid verwendet, so kann ein Siliziumcarbidsinterkörper verwendet werden, auf den als weitere Zwischenschicht eine dünne Silizium- Einkristallschicht aufgebracht wird. Sowohl Sinter- körper als auch die Silizium-Einkristallschicht be- sitzen den Vorteil einer ähnlich guten thermischen Anpassung an Diamant wie ein Silizium-Einkristall, besitzen jedoch den Vorteil, dass die Silizium- Zwischenschicht als Pufferschicht abgelöst werden und damit freistehende dicke Diamant-Wafer erzeugt werden können. Der Siliziumcarbidsinterkörper kann danach erneut als Substrat verwendet werden. Derartige Sin- terkörper aus SiC sind großflächig und kostengünstig verfügbar.

Entscheidend bei der vorliegenden Erfindung ist es also, dass Metallschichten erzeugt werden können, die eine polare und azimutale Fehlorientierungsverteilung mit einer Breite < 0, 2° besitzen. In diesem Falle können die erfindungsgemäßen quasi-einkristallinen Diamantschichten auf dieser Metallschicht erzeugt werden. Die vorliegende Anmeldung betrifft daher auch ein Substrat zur Erzeugung von quasi-einkristallinen Schichten mit einem wie oben beschriebenen Aufbau aus Substrat, Pufferschicht und Metallschicht, wobei die polare und azimutale Fehlorientierungsverteilung der Metallschicht eine Breite < 0, 2° aufweist.

Für die Pufferschicht eignen sich dabei nicht nur kubische Materialien, sondern alle Materialien, die eine quadratische oder rechteckige Oberflächenelemen- tarzelle aufweisen, beispielsweise auch Saphir.

Im Folgenden werden nun einige Beispiele erfindungs- gemäßer Verfahren und erfindungsgemäßer Diamant- schichten beschrieben.

Es zeigen Fig. 1 eine Vorrichtung zum Erzeugen der erfin- dungsgemäßen Diamantschichten ; Fig. 2 Schichtsysteme, auf denen Diamantschichten abgeschieden werden können ; Fig. 3 die Erzeugung einer erfindungsgemäßen Dia- mantschicht ; Fig. 4 Alternativen bezüglich des Substrates zur Erzeugung einer erfindungsgemäßen Diamant- schicht ; Fig. 5 bis Fig. 16 experimentelle Ergebnisse an erfindungsge- mäßen Diamantschichten.

Fig. 1 zeigt eine Beschichtungsanlage 10, mit einer Vakuumkammer 11, in der auf einem Halter 14 ein her- zustellendes Bauelement (Substrat mit Diamantschicht) 1 angeordnet ist. Oberhalb des Substrats 1 befindet sich eine ringförmige Biaselektrode 15, die mit einer Biasspannungsquelle 16 verbunden sind. Die Figur zeigt zwei alternative Versionen bei denen entweder die Biaselektrode 15 auf positivem Potential gegen- über dem geerdeten Probenhalter 14 liegt, oder aber die Biaselektrode 15 geerdet und der Probenhalter 14 auf negatives Potential gelegt wird. Innerhalb dieser Biaselektrode 15 wird durch Einkopplung von Mikrowel- len aus einem Magnetron 18 ein Plasma 13 erzeugt. Die Biasspannung von typischerweise-100 V bis-300 V wird zwischen Biaselektrode 15 und Substrat angelegt, wobei die Probe auf negativem Potential relativ zur Biaselektrode 15 liegt. Auf diese Weise werden posi- tive Ionen aus dem Plasma auf die Metalloberfläche beschleunigt und orientierte Keime erzeugt. Mittels an der Wandung der Vakuumkammer 11 angeordneten Sichtfenster 21a, 21b kann der Beschichtungsprozess, der in der Kammer 11 abläuft, beobachtet werden. Wei- terhin weist die Vakuumkammer ein Magnetron sowie ei- ne Gaszufuhr 17 für die reaktiven Gase auf. Über eine Leitung 12 wird die Vakuumkammer 11 evakuiert.

Mit dem Bezugszeichen 19 ist die Zuleitung zu einem Thermoelement zur Überwachung der Temperatur der Hal- terung 14 und mit 20a, 20b sind Zuleitungen zu einem Induktionsheizelement innerhalb der Halterung 14 be- zeichnet, mit dem die Halterung 14 beheizt und die Substrattemperatur eingestellt werden kann.

Fig. 2 zeigt nun verschiedene Unterlagen für das Auf- wachsen von Diamantschichten. Fig. 2A zeigt dabei den Stand der Technik, bei dem auf einem sehr teueren Strontiumtitanat-Einkristall 2 eine Iridiumschicht 4 mit 150 nm Dicke aufgewachsen wird. Auf dieser Iridi- umschicht kann nun eine Diamantschicht abgeschieden werden, die jedoch aufgrund der mangelnden thermi- schen Anpassungen zwischen dem Substrat Strontiumti- tanat 2 und der Diamantschicht leicht abplatzt.

Die Fign. 2B bis 2E zeigen erfindungsgemäße Unterla- gen für die erfindungsgemäßen Diamantschichten. In Fig. 2B wird ein Silizium-Einkristall 2 mit einer Pufferschicht 3 aus Strontiumtitanat versehen. Auf diese wird eine 150 nm dicke Iridiumschicht aufge- wachsen, wobei die Iridiumschicht eine weitaus gerin- gere Fehlorientierung aufweist als das Strontiumtita- nat 3. In Fig. 2C wird als Pufferschicht Yttrium- stabilisiertes Zirkonoxid mit einer Dicke von 20 nm verwendet. In Fig. 2D sind zwei Pufferschichten 3a, 3b aus Ytrium-stabilisiertem Zirkonoxid 3a mit einer Dicke von 1,5 nm und Ceroxid 3b mit einer Dicke von 50 nm vorgesehen. In Fig. 2E sind drei Pufferschich- ten vorgesehen, nämlich eine Schicht aus Ytrium- stabilisiertem Zirkonoxid 3a mit einer Dicke von 1,5 nm, eine Schicht 3b aus Ceroxid mit einer Dicke von 50 nm und eine Schicht 3c aus Strontiumtitanat mit einer Dicke von 50 nm.

Allen diesen erfindungsgemäßen Schichtsystemen ist gemein, dass aufgrund des verwendeten Silizium- Einkristalls als Substrat die thermische Anpassung zwischen der Unterlage (Siliziumsubstrat) und der auf der Iridiumschicht abgeschiedenen Diamantschicht her- vorragend ist, so dass ein Abplatzen vermieden werden kann.

Fig. 3 zeigt ein Verfahren zur Erzeugung einer erfin- dungsgemäßen Diamantschicht.

Hierzu wird in Fig. 3A auf einem Silizium-Einkristall mit 001 bzw. 111-Orientierung mittels Laserablation, Sputtern, MBE oder CVD eine Pufferschicht 3, bei- spielsweise Oxide wie Strontiumtitanat SrTiO3, Ytri- um-stabilisiertes Zirkonoxid (YSZ), Bariumtitanat (BaTi03), Yttriumoxid Y203, Magnesiumoxid MgO, Titan- oxid TiO2, Aluminiumoxid Al203, abgeschieden. In Fig.

3B wird auf diese Pufferschicht 3 eine einkristalline Iridiumschicht 4 mittels PVD, MBE, Laserablation oder Sputtern aufgetragen. Für das Wachstum einer 111- orientierten Schicht kann auch Platin oder eine Schichtfolge aus Platin und Iridium statt Iridium verwendet werden. Ebenso sind Rhenium und Ruthenium mögliche Alternativen.

In Fig. 3C ist gezeigt, wie auf der einkristallinen Iridium-bzw. Platinschicht im CVD-Prozess mit Bias- nukleation bzw. bei Platin mittels des Shintani- Prozesses (US 5,814, 149) Diamantkeime 5 abgeschieden werden. In Fig. 3D ist zu sehen, wie bei weiterem Wachstum auf der Iridiumschicht die Keime sich zu ei- ner defektarmen, quasi-einkristallinen Diamantschicht 5 auswachsen.

In Fig. 4 ist dargestellt, dass die Iridiumschicht 4 quasi-einkristallin bzw. mit geringer Fehlorientie- rung erzeugt werden kann, auch wenn die Pufferschicht 3 eine hohe Fehlorientierung aufweist. In Fig. 4A ist dabei das System aus Pufferschicht 3 und Iridium- schicht 4 auf einem 001-orientierten Silizium- Einkristall 2 abgeschieden.

In Fig. 4D wird als Unterlage für die Pufferschicht 3 und die Iridiumschicht 4 eine Siliziumcarbid (SiC)- Sinterkeramik 2a verwendet, auf der eine Silizium- Einkristallschicht 2b gebondet ist. Um eine freiste- hende Diamantschicht zu erhalten kann nun die Schicht 2b als Opferschicht eingesetzt und nach dem Aufwach- sen der Diamantschicht entfernt werden.

Messungen an derartigen Schichtfolgen wie sie im Wei- teren dargestellt werden belegen, dass das Iridium sehr viel besser orientiert ist als die darunter lie- gende Pufferschicht. Derartige Schichtfolgen sind al- so ideale Wachstumssubstrate für einkristallines bzw. quasi-einkristallines Diamantwachstum.

Fig. 5 zeigt einen Vergleich bezüglich der Textur von Iridiumschichten, die auf SrTi03/Si (001) bei 650° C aufgewachsen werden. Fig. 5A zeigt dabei, dass unter normalen Standardwachstumsbedingungen (Wachstumsrate 0,05 nm/s) im Wesentlichen eine Iridiumschicht mit einer 111-Textur aufwächst, die jedoch nicht er- wünscht ist. Unter optimierten Abscheidungsbedingun- gen (Wachstumsrate 0,002 nm/s für die ersten 15 nm, danach 0,05 nm/s) wächst auf der Strontiumtitanat- schicht jedoch eine Iridiumschicht mit 001-Textur na- hezu frei von 111-Texturkomponenten auf (Fig. 5B).

Hier wie im folgenden werden alle Röntgendiffrakti- onsmessungen mit Ausnahme der Polfiguren mit einem Röntgendiffraktometer 3003PTS HRXRD der Fa. Seifert mit TS-Goniometer durchgeführt.

Die Messung der Polfiguren erfolgte mit einem Diffraktometer D5000 der Fa. Siemens mit Kupferröhre mit Punktfokus und ausgerüstet mit einer offenen Eu- lerwiege.

Der Messbereich in Fig. 5 betrug 40°-48° in 2 Theta, 0° Polarwinkel.

Beispiel 1 In einem ersten Beispiel (Fign. 6 bis 8) wurde auf einem Siliziumsubstrat eine 100 nm Dicke epitaktische Strontiumtitanat- (001)-Schicht mit Tilt-und Twist- werten von ca. 0, 6° bzw. 1, 3° abgeschieden. Auf diese wurde eine Iridiumschicht mittels Elektronenstrahl- verdampfen im Hochvakuum mit einer Dicke von 150 nm bei einer Abscheidetemperatur von 650 °C abgeschie- den. Die Wachstumsraten betrugen für die ersten 15 nm 0,002 nm/s und bis zu einer Schichtdicke von 150 nm anschließend 0,05 nm/s.

Fig. 6 zeigt die Röntgendaten der Iridiumschicht, wo- bei zu erkennen ist, dass die Halbwertsbreite der Fehlorientierungsverteilung für die Iridiumschicht deutlich kleiner ist als für die Strontiumtitanat- schicht.

Fig. 6A zeigt dabei die Rockingkurven des SrTiO3 (002) -Reflexes bei 2 Theta = 46, 47° sowie des Ir (002) Reflexes bei 2 Theta = 47, 32°. Die Messkurven wurden auf gleiche Höhe normiert. Fig. 6B zeigt den <BR> <BR> azimutalen Scan des SrTiO3 (101) -Reflexes bei 2 Theta = 32, 40° und einem Polarwinkel Chi = 45° sowie den azimutalen Scan des Ir (311) -Reflexes bei 2 Theta = 83, 44° und einem Polarwinkel Chi = 72, 45°.

Anschließend erfolgte eine Abscheidung von Diamant auf der Iridiumschicht mittels Mikrowellen-CVD. Im Nukleationsschritt wurde eine Gleichspannung zwischen - 250 bis-300 V verwendet. Zur Abscheidung von Dia- mant wurde in der Gasphase ein Gemisch aus 7 % Methan in Wasserstoff bei einem Gesamtfluss von 200 sccm und einem Druck von 30 mbar verwendet. Die Substrattempe- ratur betrug 740 °C, die Mikrowellenleistung 1100 W.

Der Nukleationsschritt dauerte 60 min.

Im anschließenden Wachstumsschritt wurde über 60 min eine Mikrowellenleistung von 1100 W, eine Substrat- temperatur von 720 °C, ein Gasgemisch von 1 % Methan in Wasserstoff bei einem Gesamtfluss von 200 sccm und 30 mbar Druck angewendet. Es wurde keine Biasspannung angelegt.

Für die Diamantschicht wurde anschließend ein Tilt und Twist von 1, 3° und 1, 7° gemessen.

Fig. 7 zeigt nun eine raster-elektronmikroskopische Aufnahme einer Diamantschicht, die auf eine Ir/SrTi03/Si (001) Unterlage abgeschieden wurde. Man erkennt die orientierten Diamantkristallite mit einer Flächendichte von ca. 109 cm~2. Die oberste Fläche der pyramidenstumpfartigen Kristallite entspricht einer (001) Facette, die Seitenflächen sind (111) Facetten.

Nahezu alle Kristalle sind parallel zueinander ausge- richtet.

Fig. 8 zeigt die Diamant {lull} Röntgenpolfigur im Messbereich Chi=0°.. 85° und Phi=0°... 360° für Schicht aus Fig. 7,2 Theta = 43, 93°. Man erkennt die epitak- tische Ausrichtung der (001) orientierten Dia- mantkristallite.

Beispiel 2 In einem weiteren Beispiel (Fign. 9 und 10) wurde als Substrat wiederum Silizium verwendet und hierauf eine 20 nm dicke epitaktische Strontiumtitanat (001)- Schicht mit Tilt-und Twistwerten von ca. 0, 40'bzw.

1, 4° abgeschieden. Auf diese Strontiumtitanatpuffer- schicht wurde eine Iridiumschicht wie in Beispiel 1 aufgebracht. Fig. 9 A zeigt die Rockingkurven des SrTi03 (002) Reflexes bei 2 Theta = 46, 47° sowie des Ir (002) Reflexes bei 2 Theta = 47, 32°. Die Messkurven wurden auf gleiche Höhe normiert. Fig. 9B zeigt den azimutalen Scan des SrTi03 (101) Reflexes bei 2 Theta = 32, 40° und einem Polarwinkel Chi = 45° sowie den azimutalen Scan des Ir (311) Reflexes bei 2 Theta = 83, 44° und einem Polarwinkel Chi = 72, 45°. Es zeigt sich, dass die Fehlorientierungsverteilung der Iridi- umschicht erheblich geringer ist als bei der Stronti- umtitanatschicht.

Auf diese Iridiumschicht wurde wie in Beispiel 1 eine Diamantschicht abgeschieden, wobei der Wachstums- schritt jedoch lediglich 30 Minuten dauerte.

Fig. 10 zeigt ein REM-Bild der Oberflächen dieser Di- amantschicht. Es zeigt sich hier eine perfekte Koa- leszenz der (001)-Facetten.

Fig. 11A zeigt den CHI-Scan des Diamant {111}-Reflexes an der Schicht aus Fig. 10 und Fig. 11B zeigt den a- zimutalen Scan des Diamant (111) -Reflexes bei 2 Theta = 43, 93° sowie einen Polarwinkel Chi = 54, 73°.

Beispiel 3 In einem weiteren Beispiel (Fig. 12) wurde auf ein Silizium (001)-Substrat eine 20 nm dicke epitaktische Yttrium-stabilisierte Zirkonoxid (YSZ) -Schicht mit- tels gepulster Laserablation von einem gesinterten YSZ-Target in einer Sauerstoffatmosphäre von 10-4 mbar bei einer Substrattemperatur von 770 °C abge- schieden. Für die Laserablation wurde ein Kryptonflu- oridexzimerlaser bei 8 Hz mit einer Pulsdauer von 30 ns verwendet. Hierdurch ergab sich eine Wachstumsrate von 0,005 nm pro Puls. Die Orientierung der YSZ- Schicht in Röntgenbeugungsmessungen ergab einen Tilt von 1, 4° und einen Twist von 1, 2°.

Auf diese YSZ-Schicht wurde eine Iridiumschicht mit- tels Elektronenstrahlverdampfer im Hochvakuum aufge- bracht. Diese Schicht wurde wie in Beispiel 1 aufge- bracht.

Fig. 12 zeigt die zugehörigen Röntgendaten sowohl der YSZ-Schicht als auch der Iridiumschicht.

Auf diese Iridiumschicht wurde wiederum eine Diamant- schicht wie in Beispiel 2 abgeschieden.

Beispiel 4 In einem weiteren Beispiel (Fig. 13) wurde auf Sili- zium (001) eine 1,5 nm dicke epitaktische Yttrium- stabilisierte Zirkonoxidschicht wie in Beispiel 3 aufgebracht. Auf diese wurde eine 50 nm dicke Cero- xidschicht bei identischen Laserparametern und einer Wachstumsrate von 0,016 nm pro Puls aufgebracht.

Die Orientierung der Ceroxidschicht ergab in Röntgen- messungen einen Tilt von 0, 85° und einen Twist von 1, 32° (siehe Fig. 13). Auf diese Ceroxid-Puffer- schicht wurde nun wiederum eine Iridiumschicht wie in Beispiel 3 aufgebracht, die einen Tilt und Twist von 0, 35° bzw. 0, 29° aufwies (siehe Röntgendaten in Fig.

13).

Beispiel 5 In einem weiteren Beispiel wurde eine Yttrium- stabilisierte Zirkonoxidschicht und eine Ceroxid- <BR> <BR> schicht auf ein Silizium (001) -Substrat wie in Bei- spiel 4 aufgebracht. Auf die Ceroxidschicht wurde ei- ne weitere 50 nm dicke Strontiumtitanatschicht bei identischen Laserparametern und einer Wachstumsrate von 0,016 nm pro Puls aufgebracht.

Auf diese Strontiumtitanatschicht folgte eine Iridi- umschicht wie im Beispiel 4. Fig. 14 zeigt nun die Röntgendaten der Strontiumtitanatschicht und der Iri- diumschicht, wobei sich als Tilt und Twist für die Strontiumtitanatschicht Werte von 0, 99° und 1, 51° und als Tilt und Twist für die Iridiumschichtwerte von 0, 44° und 0, 37° ergaben.

Beispiel 6 In einem weiteren Beispiel wurde auf Silizium (111) eine 50 nm dicke epitaktische Yttrium-stabilisierte Zirkonoxidschicht unter Wachstumsbedingungen wie im vorigen Beispiel aufgebracht. Auf diese YSZ-Schicht folgt nun eine Iridiumschicht wie in dem vorigen Bei- spiel. Fig. 15 zeigt die Röntgendaten der YSZ-Schicht und der Iridiumschicht. Es ergaben sich Tilt-und Twistwerte von 2, 77° und 2, 13° für die YSZ-Schicht und 0, 31° und 0, 25° für Tilt und Twist der Iridium- schicht.

Insbesondere dieses Beispiel zeigt, dass auch auf Pufferschichten von relativ hoher Mosaizität auf Si- lizium (111) hervorragende epitaktische Iridium- schichten mit 111-Orientierung abgeschieden werden können. Es ist damit auch die Abscheidung von 111- orientierten Diamantschichten möglich. Fig. 16 zeigt die Polfigur einer derart hergestellten Iridium- schicht.

Beispiel 7 In einem weiteren Beispiel wurde eine 20 nm dicke <BR> <BR> epitaktische Strontiumtitanat (001) -Schicht auf Sili- zium (001) mit Tilt und Twistwerten von 0, 4° bzw.

1, 4° abgeschieden. Mittels Elektronenstrahlverdampfer im Hochvakuum wurde eine Iridiumschicht wie im vori- gen Beispiel abgeschieden. Die Wachstumsrate für die ersten 25 nm betrug jedoch 0,025 nm/s und damit das über 12fache wie bei den bisherigen Beispielen.

Für die Iridiumschicht wurde ein Tilt und Twist von 0,27 und 0, 39° festgestellt.

Dieses Beispiel zeigt, dass die Wachstumsrate für I- ridium im ersten Teilschritt über einen großen Be- reich variiert werden kann, ohne damit eine wesentli- che Verschlechterung der Textur der Iridiumschicht in Kauf nehmen zu müssen.