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Forschung + Entwicklung
 
 
Schichten aus nanokristallinem Diamant
 

Diamantbeschichtung: Anwendungen
Diamant: Eigenschaften
  Schichtstruktur
  Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen der Diamantoberfläche
Hot Filament CVD Verfahren: Eigenschaften
  Schematische Darstellung
Geeignete Substratmaterialien  
Entwicklungspotenzial  
Infobroschüre  

Die Herstellung von Diamantbeschichtungen erfolgt in der Regel mit einer chemischen Gasphasenabscheidung (Chemical vapor deposition, CVD). Es gibt zwei Gruppen von CVD Verfahren: das thermische CVD Verfahren und Plasma CVD Verfahren.
Das HFCVD (Hot Filament CVD), das WMtech durchführt, ist ein Vertreter des thermischen CVD-Verfahrens. (weiter...)
  Winzige Kristallite einer nanokristallinen Diamantschicht im Rasterelektronenmikroskop betrachtet: Wegen der geringen Teilchengröße von nur etwa 1/10.000 mm ist diese Oberfläche überaus glatt.

Anwendungen von HFCVD:
  Beschichtung von schneidenden Werkzeugen
  Beschichtung von Bauteilen zum Schutz vor aggressiven Medien

Eigenschaften von Diamant:
  Werkstoff mit der größten Härte (~ 10000 kg mm-2)
  Höchstes E-Modul (~ 1000 GPa)
  Beste Wärmeleitfähigkeit (bis zu 20 W cm-1 K-1)
  Höchster Bandabstand (5,45 eV)
  Transmission in weitem Wellenlängenbereich (0,22 µm - 20 µm)
  In intrinsischem Zustand: Isolator
  In dotiertem Zustand: Halbleiter (bis zu 10 -6 ohm m)
  Niedrige Elektronenauslösearbeit
  Chemisch resistent gegen fast alle Chemikalien (außer Sauerstoff bei hohen Temperaturen)
  Hoher Brechungsindex (2,41 bei 590 nm)
  ausführlichere Infos: www.gfd-diamond.com und www.cvd-diamond.com

Schichtstruktur (schematisch):  
Polykristalliner Diamant
Nanokristalliner Diamant

REM-Aufnahmen der Diamantoberfläche:  
Polykristalliner Diamant
Nanokristalliner Diamant

Eigenschaften des HFCVD Verfahrens:
  Diamantbeschichtung von Werkzeugen für mechanische Anwendungen
  Abscheidung von nanokristallinem und polykristallinem Diamant
  Beschichtung von dreidimensionalen und planar geformten Bauteilen
  Adaptierung der Abscheidebedingungen auf die jeweilige Probengeometrie und gewünschte Diamantqualität
  Mögliche Gase H2, CH4, N2, O2, Dotiergas B(CH3)3
  Beschichtbare Materialien: Silicium, Siliciumoxid, Molybdän, Hartmetall
  Wachstumsrate 200 nm/h
  Beschichtung von 24 Stück 2“-Silicium-Wafer oder 16 Stück 3“-Si-Wafer oder 12 Stück 4“-Si-Wafer
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Schematische Darstellung der Diamantabscheidung:


Geeignete Substratmaterialien



Entwicklungspotenzial:
  Einsatz von HFCVD für die Beschichtung Silizium-Wafern für mikrotechnologische Anwendungen durch Minimierung des thermischen Mismatches
  Erhöhung der Wachstumsrate eröffnet neue Anwendungen im Bereich von freitragenden Diamantschichten mit Schichtdicken bis zu 100 µm
  Mit Bor-dotierten Diamantschichten können sich MEMS, z.B. Mikrorelais, fertigen lassen
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