DE19631107C2 - Verfahren zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines Einkristall- Diamantfilms zur Anwendung in elektronischen Vorrichtungen, wie Transistoren, Dioden, allen Arten von Sensoren und dergleichen, Wärmeabfuhrelementen, akustischen Oberflächenwellenvorrichtungen, Röntgenstrahlenfenster, optischen Materialien, abnutzungsbeständigen Materialien, dekorativen Materialien und die Beschichtungen davon.

Diamant zeichnet sich durch seine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und einen großen Energiespalt von 5,5 eV aus. Normalerweise ist es ein Isolator, jedoch ist es möglich, halbleitenden Diamant durch Dotieren mit Verunreinigungen zu erhalten. Außerdem zeigt Diamant auch ausgezeichnete elektrische Merkmale, da er eine hohe dielektrische Durchschlagspannung, eine hohe Sättigungsdriftge­ schwindigkeit und eine kleine dielektrische Konstante hat. Es wird erwartet, daß diese elektrischen Merkmale ausgenutzt werden können, um Diamant als Materi­ al für elektronische Vorrichtungen und Sensoren zu benutzen, die bei hohen Temperaturen, bei hohen Frequenzen oder in hohen elektrischen Feldern benutzt werden sollen.

Überdies wird auch Forschung durchgeführt hinsichtlich: (i) der Ausnutzung des großen Energiespaltes von Diamant zur Verwendung von Diamant. in optischen Sensoren und lichtemittierenden Elementen, die es auch mit Wellen im kurzwel­ ligen Bereich, wie Ultraviolettwellen, aufnehmen können, (ii) die Ausnutzung der großen Wärmeleitfähigkeit und der geringen spezifischen Wärme von Diamant zur Verwendung von Diamant als Material für Wärmeabfuhrelemente, (iii) die Ausnutzung der Eigenschaft von Diamant, die härteste aller Substanzen zu sein, zu seiner Verwendung in Vorrichtungen für akustische Oberflächenwellen, (iv) die Ausnutzung des hohen optischen Transmissions- und Brechungsindex von Diamant zu seiner Verwendung in Röntgenstrahlenfenstern und optischen Materialien.

Um ein Maximum dieser Merkmale von Diamant im Hinblick auf seine Anwen­ dung in verschiedenen Materialien zu bewerkstelligen, ist es nötig, Einkristall- Diamant von hoher Qualität zu synthetisieren, bei dem die Defekte der Kristall­ struktur vermindert sind. Um überdies die praktische Anwendung von Einkristall- Diamantfilmen zu ermöglichen, ist die Entwicklung eines Verfahrens erforderlich, durch welches Einkristall-Diamantfilme von großer Fläche bei geringen Kosten erzeugt werden können. Zur Zeit werden Einkristall-Diamanten erhalten durch Bergbau von natürlichem Diamant oder durch die künstliche Synthese unter Bedingungen hoher Temperatur und hohen Drucks. Solche Einkristalle von Diamant sind als Bulkdiamant bekannt, gleichgültig, ob sie natürlich oder durch Hochtemperatur-Hochdrucksynthese erhalten sind, haben eine maximale Kristall­ fläche in der Größenordnung von 1 cm² und sind außerordentlich teuer. Demge­ mäß werden sie industriell nur auf speziellen Gebieten benutzt, wie Polierpulver und Spitzen für Präzisionsschneidwerkzeuge.

Andererseits sind auch die Gasphasensynthese von Mehrkristall-Diamantfilmen durch chemische Mikrowellendampfabscheidungs-(Mikrowellen-CVD-)Methoden (japanische Patentpublikation Nr. Sho 59-27754 und Nr. Sho 61-3320), die Heißfaden-CVD-Methoden, die Gleichstrom-(DC-)Plasma-CVD-Methoden, die Plasmastrahlmethoden, Verbrennungsmethoden und Heiß-CVD-Methoden usw. bekannt. Diese Gasphasensynthesemethoden zeichnen sich alle durch die Möglichkeit aus, Diamantfilme mit großen Flächen bei geringen Kosten zu bilden.

Jedoch sind Diamantfilme, die gemäß einer dieser Methoden auf Nicht-Diamant­ substraten, wie Silicium, gebildet sind, im allgemeinen Mehrkristalle, in welchen die Diamantteilchen in unordentlicher Weise zusammenhaften. Wie in der elek­ tronenmikroskopischen Photographie von Fig. 4 gezeigt ist, existieren Korn­ grenzen in hoher Dichte in diesem Mehrkristall-Diamant. Es wurde mitgeteilt, daß es möglich ist, einen hochgradig orientierten Film zu synthetisieren, in welchem die Diamantkristallteilchen im wesentlichen alle in einer gewissen gleichen Richtung ausgerichtet sind, wie in der elektronenmikroskopischen Photographie von Fig. 5 gezeigt. Jedoch sind auch diese Mehrkristalle und haben eine hohe Dichte an Korngrenzen. Die Korngrenzen bewirken, daß geladene Teilchen, die als Träger bekannt sind, wie Elektronen, Löcher und dergleichen, die sich durch den Diamant bewegen, eingeschlossen oder zerstreut werden, und so zeigt er, obwohl er ein hochgradig orientierter Film ist, schlechtere elektrische Merkmale verglichen mit einem Bulkdiamant, der wenig Korngrenzen hat. Als Ergebnis besteht das Problem, daß das Verhalten der Mehrkristall-Diamantfilme unzurei­ chend für ihre praktische Verwendung als elektronische Vorrichtung oder als Sensor ist.

Überdies bewirken selbst vom optischen Standpunkt Korngrenzen, daß das Licht gestreut wird, und daher ist die Durchlässigkeit von Mehrkristallen zu gering für ihre praktische Verwendung als optisches Material und dergleichen. Überdies hat Mehrkristall-Diamant auch das Problem, daß er zum Absplittern neigt, wenn er als verschleißfestes Material für ein Werkzeug und dergleichen benutzt wird.

Die oben beschriebenen Diamantfilme sind alle Beispiele, in denen der Diamant­ film unter Verwendung eines Nicht-Diamantsubstrats synthetisiert wurde. Die Eigenschaften von synthetisiertem Diamant ändern sich jedoch je nach dem in der Gasphasensynthese verwendeten Substrat. Wenn z. B. das verwendete Substrat ein Einkristall-Bulkdiamant oder kubisches Bornitrid ist, dann kann ein Einkristall-Diamantfilm synthetisiert werden. Jedoch, wie oben erwähnt, selbst wenn ein Einkristall-Bulkdiamant oder kubisches Bornitrid als Substrat verwendet wird, kann kein Einkristall-Diamantfilm mit großer Fläche erhalten werden.

Wenn Nickel oder Kupfer als Substrat für die Gasphasensynthese verwendet wird, dann kann ein Diamantfilm erhalten werden, der Kristalle aufweist, die bis zu einem gewissen Grad ausgerichtet bzw. angeordnet sind. Jedoch im Falle der Verwendung von Nickel und einer Hochtemperatur-Wasserstoffplasmaatmosphä­ re bei der Synthese des Diamanten besteht das Problem, daß das Nickel brüchig wird und anschließend mit dem erzeugten Diamantfilm reagiert und den Dia­ mantfilm in Graphit überführt (D. N. Belton und S. J. Schmieg, J. Appl. Phys., Bd. 66, S. 4223 (1989)). Andererseits, wenn Kupfer als Substrat verwendet wird und die Temperatur als Standardbedingung zum Züchten von Diamant in der Gasphase auf 600°C oder größer erhöht wird, schält sich, weil der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient von Kupfer mehr als zehnmal größer ist als der von Diamant, der Diamant vom Substrat beim Abkühlen auf Zimmertemperatur ab (J. F. Denstale, et al., J. Materials Science, Bd. 27, S. 553 (1992)).

Es wurden auch Forschungen hinsichtlich der Gasphasensynthese von Diamant unter Verwendung von Platin oder einem anderen Übergangsmetall als Substrat durchgeführt, jedoch führte diese Methode zu nicht mehr als dem Wachsen von Mehrkristall-Diamantfilmen oder Diamantkörnern, und es werden keine Einkri­ stall-Diamantfilme gebildet (Sakamoto, Takamatsu, (Oberflächen-Technologie (Hyomen Gijutsu) Bd. 44, Nr. 10, S. 47 (1993); M. Kawarada, et al., Diamond and Related Materials, Bd. 2, S. 1083 (1993); D. N. Belton und S. J. Schmeig, J. Appl. Phys., Bd. 69, Nr. 5, S. 3032 (1991); D. N. Belton und S. J. Schmeig, Surface Science, Bd. 223, S. 131 (1990); Y. G. Ralchenko, et al., Diamond and Related Materials, Bd. 2, S. 904 (1993)).

Um großtechnisch eine praktische Verwendung von Diamant durchzuführen, muß es möglich sein, Einkristall-Diamantfilme mit großer Fläche zu synthetisie­ ren, in welchen überhaupt keine Korngrenzen oder nur in einer extrem niederen Dichte existieren. Jedoch wurde bisher kein Verfahren zur Bildung eines solchen Einkristall-Diamantfilmes entwickelt.

DE 195 43 723 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von einkristallinen Diamantfilmen (CVD) auf der Oberfläche von Platin- oder Platinlegierungssub­ straten (im folgenden soll der Begriff Platin auch Platin-Legierungen umfassen), die entweder (111) oder (001)-Kristalloberflächen aufweisen, durch chemisches Aufdampfen. Die Substrate können dabei Volumen-Platin oder alternativ Platin- Filme sein, welche auf geeigneten Trägermaterialien abgeschieden sind.

In Chemical Abstracts, Referat Nr. 238 457, Band 123, sind theoretische Be­ rechnungen über die Anfangsphase der Bildung eines Diamantfilms auf einer Platin (111)-Oberfläche durch CVD beschrieben.

JP 03-274001 A (Japio, Referat Nr. 91-274002) beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Röntgen-Films mit einem hohen Röntgenreflexionsvermögen. Der reflektierende Film wird durch abwechselndes Beschichten eines Einkristall­ substrats mit Schwermetall-Einkristallfilmen (wie z. B. Pt) und Einkristallfilmen, bestehend aus Leichtmetallen oder leichten Elementen (wie z. B. C), hergestellt.

JP 61-240629 A (Japio, Referat Nr. 86-240629) beschreibt die Herstellung eines mit einem diamantförmigen Film ausgestatteten Substrats mit überlegener Oberflächenplanarität. Dabei wird auf ein erstes Substrat (Silicium) eine diamant­ förmige Schicht abgelagert, dann eine gegliederte Schicht dampfabgelagert und mit Ti, Pt oder Au metallisiert. Anschließend wird das Siliciumsubstrat wieder abgeschliffen, wobei Teile des Siliciums zurückbleiben.

Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Methode zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilmes bereitzustellen, wodurch ein Einkristall- Diamantfilm von großer Fläche in der Gasphase bei geringen Kosten synthetisiert werden kann, wobei es möglich gemacht wird, die Eigenschaften von Diamant dramatisch zu verbessern, sowie es auch möglich wird, Diamant in der Praxis in einen weiten Bereich von Anwendungen davon zu verwenden.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gelöst, wel­ ches die Stufen umfaßt:

• - Abtrennung eines aus Dampf abgeschiedenen Films von Platin oder einer Platinlegierung, die wenigstens 50% (At.) Platin enthält, dessen Oberfläche eine (001)- oder (111)-Kristallfläche aufweist, von einem Substrat und
• - Synthetisierung eines Diamantfilms auf dem aus Dampf abgeschiedenen Film von Platin oder einer Platinlegierung, die wenigstens 50% (At.) Platin enthält, dessen Oberfläche eine (001)- oder (111)-Kristallfläche aufweist, wobei die Oberfläche des aus Dampf abgeschiedenen Films, auf welcher der Diamant­ film synthetisiert wird, der Oberfläche des aus Dampf abgeschiedenen Films entspricht, die mit dem Substrat verbunden war, auf welchem der aus Dampf abgeschiedene Film gebildet wurde.

Das Verfahren zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt vorzugsweise die folgenden Stufen: (i) Bildung eines durch Dampf abgeschiedenen Films von Platin oder einer Platinlegierung, die wenig­ stens 50% (At.) Platin enthält, auf der Oberfläche eines ersten Substrats, (ii) Hitzebehandlung bzw. Glühbehandlung bzw. Anlaßbehandlung ("annealing treatment") des aus Dampf abgeschiedenen Films, (iii) Abtrennung des ersten Substrats und des aus Dampf abgeschiedenen Films und (iv) Synthetisieren eines Diamantfilms auf der Fläche des aus Dampf abgeschiedenen Films, die mit dem ersten Substrat verbunden war.

Das Verfahren kann auch eine Stufe des Pressens eines zweiten Substrats auf die Oberfläche des aus Dampf abgeschiedenen Films zwischen den Stufen (i) und (ii) oder zwischen den Stufen (ii) und (iii) umfassen.

Das Verfahren kann auch eine Stufe umfassen, wobei man die "Verbundfläche" einer Oberflächenbehandlung zwischen den Stufen (iii) und (iv) unterwirft.

Die Oberflächenbehandlung kann eine Behandlung mit Ultraschallwellen oder ein Aufrauhen mit der Schwabbelscheibe unter Verwendung von Diamantpulver oder Diamantpaste sein, oder ein Aufrauhen durch Behandlung mit einer Kohlen­ stoffionen-Injektionsaufrauhung.

Das erste Substrat kann auch aus einem Material gemacht sein, das ausgewählt ist aus der folgenden Gruppe: Lithiumfluorid, Calciumfluorid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zirconiumoxid, Aluminiumoxid, Strontiumtitanat, Bariumtitanat, Bleititanat, Galliumtantalat und Lithiumniobat, dessen Oberfläche eine (111)- Kristallfläche oder eine (001)-Kristallfläche enthält. Die erste Substanz kann jedoch auch Silicium, Quarz oder Glas enthalten oder sein.

Es ist bevorzugt, daß die Platinlegierung wenigstens ein Element aus der Gruppe 6A, Gruppe 7A, Gruppe 8A oder Gruppe 1B des Periodensystems enthält.

Es ist erwünscht, daß der aus Dampf abgeschiedene Film bei einer Temperatur von nicht mehr als 1000°C und vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 300°C und 1000°C gebildet wird.

Es ist erwünscht, daß die Hitzebehandlungstemperatur nicht niedriger ist als 500°C und noch bevorzugter nicht niedriger als 1000°C.

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch mehr ersichtlich nach Lesen der folgenden ausführlichen Beschrei­ bung und der beigefügten Zeichnungen, worin:

Fig. 1 ein typisches Querschnittsdiagramm ist, das die Reihenfolge der Stufen des Verfahrens zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein typisches Querschnittsdiagramm, welches die Reihenfolge der Stufen des Verfahrens zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 ist eine elektronenmikroskopische Photographie, welche den Zustand eines Diamantfilms zeigt, der auf der (111)-Kristallfläche eines Platinfilms wächst;

Fig. 4 ist eine elektronenmikroskopische Photographie, welche einen Mehr­ kristall-Diamantfilm zeigt, in welchem die Kristallkörner in unregelmäßiger Weise aneinander haften;

Fig. 5 ist eine elektronenmikroskopische Photographie, welche einen Diamant­ film zeigt, der einen hochgradig orientierten Film aufweist, in welchem die Kristallkörner im wesentlichen in einer gewissen einzigen Richtung ausgerichtet sind;

Fig. 6 ist eine typische Ansicht, welche die Kristallstruktrur (flächenzentrierte kubische Struktur) von Platin zeigt; und

Fig. 7 ist eine typische Ansicht der Kristallstruktur (Diamantstruktur) von Diamant.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß ein Einkristall-Diamantfilm durch die Gasphasensynthese von Diamantfilm auf der (111)-Kristallfläche oder (001)- Kristallfläche eines aus Dampf abgeschiedenen Films von Platin oder einer Platinlegierung, die wenigstens 50% (At.) Platin enthält, gezüchtet werden kann.

Gemäß der herkömmlichen Theorie, welche die Züchtung von Einkristallfilmen betrifft, konnte die Züchtung von Einkristallfilmen aus Diamant auf Platin nicht als möglich angenommen werden. Der erste Grund dafür ist, daß Platin und Diamant Gitterkonstanten von 3,9231 Å bzw. 3,5667 Å haben, die voneinander um einen Faktor von etwa 10% verschieden sind. In einem Fall wie diesem, wenn die Differenz in den Gitterkonstanten so groß ist, kann im allgemeinen die Züchtung eines Einkristallfilmes nicht ins Auge gefaßt werden. Der zweite Grund ist, daß Diamant und Platin in der Kristallstruktur vollständig verschieden sind. Platin hat eine kubisch-hexagonale Kristallstruktur, wie in Fig. 6 gezeigt, während Diamant eine Diamantkristallstruktur hat, die in Fig. 7 gezeigt ist. Daher können sich die Strukturen von Diamant und Platin nicht in kontinuierli­ cher Weise miteinander verknüpfen, und es wurde daher allgemein angenom­ men, daß Einkristalle nicht gezüchtet werden könnten. Eine Arbeitsweise der Bildung von Diamant durch Gasphasensynthese (CVD) auf Platinfoliensubstraten existiert in der Tat im Stand der Technik, jedoch erzeugt diese Methode nur Mehrkristall-Diamantfilme, in welchen die Diamantkörner in unordentlicher Weise orientiert sind.

Die Tatsache, daß Einkristall-Diamantfilme auf den (111)- oder (001)-Kristall­ flächen von Platin gezüchtet werden können, dürfte auf den folgenden Mecha­ nismus zurückzuführen sein. Platin ist ein Metall mit einer katalytischen Wirkung und kohlenstoffhaltige Moleküle, die auf seiner Oberfläche adsorbiert sind, werden leicht zersetzt. Bei der Dampfabscheidung von Diamant ist chemisch aktiver Kohlenstoff auf der Oberfläche des Substrats in hoher Konzentration vorhanden. Dieser Kohlenstoff diffundiert in das Substrat, während er mit dem Platin reagiert, wodurch Kohlenstoff bis zur Übersättigung in der Oberflächen­ schicht von Platin gelöst wird. Dieser Kohlenstoff wird als Diamantkeime ausge­ fällt. Andere Nicht-Diamantstrukturen, wie Graphit usw., werden ebenfalls zusammen mit dem Diamant erzeugt, jedoch reagieren diese leicht mit dem Wasserstoff oder Sauerstoff im Plasma, wodurch sie beseitigt werden. Da der Kohlenstoff sich in das Innere des Platinsubstrats löst, wird die Orientierung des Diamantkeims selbst durch die (111)- oder (001)-Kristallstruktur des Inneren des Substrats bestimmt. So hat, selbst wenn die Oberfläche des Substrats durch eine Aufrauhbehandlung löchrig ist, dies keine Wirkung auf die Orientierung des gebildeten Diamants, sondern hat die Wirkung, daß die Diffusion von Kohlen­ stoff in das Innere des Substrats begünstigt wird.

Die Verwendung von Platin als Material für den aus Dampf abgeschiedenen Film ist auf folgenden Grund zurückzuführen: wenn Nickel als Material für den aus Dampf abgeschiedenen Film verwendet wird, wird der gebildete Diamant in Graphit überführt aufgrund der starken katalytischen Wirkung von Nickel. Kupfer hat eine zu geringe katalytische Wirkung und bildet nur schwache Bindungen mit Kohlenstoff, und so kann keine genügende Konzentration an Kohlenstoff darin gelöst werden. Silicium, das im allgemeinen als Substrat bei der Gasphasensyn­ these von Diamant verwendet wird, bildet sehr starke kovalente Bindungen mit Kohlenstoff, was die Bildung eines Diamantkeims im Inneren des Substrats behindert. Im Gegensatz zu diesen Materialien zeigt Platin einen gewissen Grad an katalytischer Wirkung, löst jedoch Kohlenstoff, ohne damit so stark zu reagieren, wie dies Nickel tut. Demgemäß ist Platin das geeignetste Material für den aus Dampf abgeschiedenen Film.

In der vorliegenden Erfindung wurde bestätigt, daß die Wirkung der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann, selbst wenn eine Platinlegierung, die wenig­ stens 50% (At.) Platin enthält, statt Platin verwendet wird. Wenn die anderen Komponenten der Platinlegierung als Platin 50% (At.) übersteigen, wird die Wirkung des Platins geschwächt, und obwohl Diamant gebildet wird, wird kein Einkristall-Diamantfilm gebildet. Um die Merkmale von Platin auszunutzen und ihren Effekt hervorzuheben, ist es bevorzugt, daß Platin in einer Menge von nicht weniger als 99% (At.) einbezogen ist.

Die Nicht-Platinkomponente(n) können wenigstens ein Element umfassen, ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Elementen: ein Gruppe-6-Element, wie Chrom, Molybdän oder Wolfram etc., ein Gruppe-7-Element, wie Mangan, ein Gruppe-8A-Element, wie Eisen, Kobalt, Iridium, Nickel und Palladium etc., ein Gruppe-1B-Element, wie Gold, Silber und Kupfer, etc. Die Elemente der Gruppe 6A und 7A bilden stabile Carbide, und die Elemente der Gruppe 8A reagieren stark mit Kohlenstoff. Die Elemente der Gruppe 1B reagieren nicht mit Kohlen­ stoff. Durch Zusammenmischen dieser Elemente mit dem Platin ist es möglich, die chemische Wirkung von Platin zu steuern oder eine zusätzliche neue chemi­ sche Wirkung zu erzeugen. Es ist auch möglich, die Gitterkonstante zu ver­ ändern, indem man das Mischverhältnis einstellt, was es in wirksamer Weise ermöglicht, die Kristallorientierung des Einkristall-Diamantfilms bezüglich des Substrats zu steuern. Im folgenden soll der allgemeine Ausdruck "Legierung auf Platinbasis" verwendet werden, um Platin oder Platinlegierung, die wenigstens 50% (At.) Platin enthält, zu bezeichnen.

Zuerst wurde in der vorliegenden Erfindung versucht, einen Einkristall-Diamant­ film auf der Wachstumsoberfläche eines Platinfilms zu bilden, der auf einem Substrat durch Sprühdampfabscheidung oder Elektronenstrahldampfabscheidung gebildet war und dann einer Hitzebehandlung unterzogen war, um einen Ein­ kristall zu erzeugen. Jedoch war der aus Dampf abgeschiedene Film von Natur aus im wesentlichen amorph, was es schwierig macht, einen Einkristall durch Hitzebehandlung zu bilden, und so bestand, obwohl ein Einkristall-Diamantfilm erzeugt wurde, das Problem, daß ein Teil des Films, der 20% des gesamten Films entsprach, nicht in Einkristallform erzeugt wurde. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt somit die Stufen der Dampfabscheidung einer Legierung auf Platinbasis auf einem ersten Substrat, das Pressen eines zweiten Substrats auf den Film der Legierung auf Platinbasis, die Entfernung des ersten Substrats nach Durchführung einer Hitzebehandlung und die Synthetisierung eines Diamantfilms in der Gasphase auf der Oberfläche des Films der Legierung auf Platinbasis, die mit dem ersten Substrat verbunden war. Wenn man so arbeitet, kann ein vollständigerer Einkristall-Diamantfilm erhalten werden. Dies ist so, weil die Verbindungsfläche des Films der Legierung auf Platinbasis, die aus Dampf auf das erste Substrat abgeschieden ist, eine im wesentlichen vollständige Einkristalloberfläche ist und somit der in der Gasphase auf dieser Fläche synthetisierte Diamantfilm in entsprechender Weise ein im wesentlichen vollständiger Einkristallfilm ist.

Es ist allgemein bekannt, daß die (111)- oder (001)-Kristallflächen leicht auf­ treten und daß andere Kristallflächen nicht leicht auftreten, wenn Diamant in der Gasphase synthetisiert wird. Daher ist es wesentlich, daß die Fläche des Films der Legierung auf Platinbasis, die an das erste Substrat gebunden wird, eine (111)-Kristallfläche oder eine (001)-Kristallfläche ist. Es ist möglich, die Fläche des Films der Legierung auf Platinbasis, die mit dem ersten Substrat verbunden ist, zu einer (111)-Kristallfläche oder (001)-Kristallfläche zu machen, indem man als Substrat eines der folgenden Materialien verwendet, welche eine (111)- Kristallfläche oder (001)-Kristallfläche haben: Lithiumfluorid, Calciumfluorid, Manganoxid, Nickeloxid, Zirkonoxid, Saphir (Aluminiumoxid), Strontiumtitanat, Bariumtitanat, Bleititanat, Galliumtantalat und Lithiumniobat, und durch Bildung des Platinfilms auf einem solchen Substrat unter Anwendung einer Methode, wie Sprühdampfabscheidung, Elektronenstrahldampfabscheidung und dergleichen. Demgemäß ist es bevorzugt, daß die Oberfläche des ersten Substrats ebenfalls eine (001)-Kristallfläche oder eine (111)-Kristallfläche aufweist.

Eine Legierung auf Platinbasis ist ein teures Metall, da es jedoch im Kreislauf zurückgewonnen werden kann, indem man das Substrat des Films der Legierung auf Platinbasis vom Diamantfilm nach der Synthetisierung des Einkristall-Dia­ mantfilms abtrennt, ergibt sich keine Erhöhung in den Herstellungskosten. Einkristallfilme der Legierung auf Platinbasis, die eine (111)-Kristallfläche oder (001)-Kristallfläche haben, die durch Abscheidung auf Substraten gebildet sind, die aus Siliciumscheiben, Quarz oder Glas gemacht sind, aus Substraten aus diesen Materialien, die modifizierte Oberflächen haben oder aus Substraten dieser Materialien, die ein verschiedenes Material mit Dampf auf ihrer Oberfläche abgeschieden haben, bedingen geringere Herstellungskosten. Es ist bevorzugt, daß die Legierung auf Platinbasis aus Dampf über die gesamte Oberfläche des Substrats abgeschieden wird, sie kann jedoch auch nur über einen Teil seiner Fläche abgeschieden werden.

Gemäß dem Grundprinzip der vorliegenden Erfindung besteht keine Beschrän­ kung bezüglich der Dicke des Films der Legierung auf Platinbasis. Da jedoch der Diamantfilm auf der Fläche des Films der Legierung auf Platinbasis gezüchtet werden soll, die mit dem ersten Substrat verbunden ist, gibt es die Befürchtung, daß, wenn der Film der Legierung auf Platinbasis zu dünn gemacht wird, sich der Film der Legierung auf Platinbasis vom zweiten Substrat während der Gaspha­ sensynthese abschälen könnte. Andererseits wäre eine lange Zeitspanne erfor­ derlich, um einen dicken Film durch Dampfabscheidung zu erzeugen. Demgemäß wird vom praktischen Standpunkt der Film mit einer Dicke von zwischen 1 µm und 0,5 mm und vorzugsweise mit einer Dicke von nicht weniger als 10 µm hergestellt. Wenn der Film der Legierung auf Platinbasis mit einer größeren Dicke als etwa 20 µm gemacht wird, dann kann er mechanisch vom ersten Substrat abgeschält werden, ohne zuerst ein zweites Substrat darauf zu pressen und anschließend als Substrat für die Synthese des Einkristall-Diamantfilms benutzt werden.

Um die Fläche des Films der Legierung auf Platinbasis, die mit dem ersten Substrat verbunden ist, zu einer Einkristallfläche zu machen, sollte das Substrat während der Dampfphasenabscheidung bei einer hohen Temperatur gehalten werden, oder eine Hochtemperatur-Hitzbehandlung sollte nach der Dampfab­ scheidung durchgeführt werden. Es ist auch möglich, beide diese Arbeitsweisen durchzuführen. Während der Dampfabscheidung kann das Substrat bei einer Temperatur im Bereich zwischen Zimmertemperatur und 1000°C gehalten werden, jedoch ist es erwünscht, daß das Substrat bei einer hohen Temperatur ist, vorzugsweise zwischen 300°C und 1000°C. Die Hitzebehandlung nach der Dampfabscheidung sollte bei einer Temperatur von nicht weniger als 500°C und vorzugsweise bei einer Temperatur von nicht weniger als 1000°C durchgeführt werden. Dieses Hitzebehandlungsverfahren (Temper-Verfahren) wird gewöhnlich unter Vakuum durchgeführt und durch Erhitzen unter Verwendung von Heizel­ ementen oder Infrarotlampen. Es kann auch die wohlbekannte Elektronenstrahl- Hitzebehandlung etc. benutzt werden. Zusätzlich gibt es viele mögliche Variatio­ nen bezüglich der Erhöhung und Erniedrigung der Temperatur; z. B. kann die Erhöhung und Erniedrigung der Temperatur in Stufen bewirkt werden. Die ideale Zeitspanne, für welche die Hitzebehandlung durchgeführt werden sollte, hängt von der Dicke des Films und der Temperatur ab, bei welcher die Behandlung durchgeführt wird.

Das Verfahren zur Züchtung eines Einkristalls von Diamant derart, daß die Struktur der Kristallfläche beibehalten bleibt, ist ein Standardverfahren. Jedoch die Tatsache, daß dann, wenn eine (001)-Kristallfläche oder eine (111)-Kristall­ fläche auf der Fläche eines Films der Legierung auf Platinbasis, die einmal mit einem ersten Substrat verbunden war, erhalten werden kann und dann ein Einkristall von Diamant auf dieser Fläche gezüchtet werden kann, selbst wenn die Fläche durch eine Schleifbehandlung aufgerauht ist, konnte in keiner Weise aus dem Stand der Technik als möglich angenommen werden. Jedoch können mit der vorliegenden Erfindung die Methode des Anlegens einer Vorspannung auf ein Substrat in einer Plasmaatmosphäre, die Kohlenstoff enthält, und die übliche­ ren Methoden der Behandlungen mit Ultraschallwellen oder Schleifen mit der Schwabbelscheibe unter Verwendung von Diamantpulver oder Diamantpaste benutzt werden, um Diamantkeime in der Fläche des Substratfilms der Legierung auf Platinbasis, die mit dem ersten Substrat verbunden war, zu erzeugen, bevor die Gasphasensynthese des Diamantfilms durchgeführt wird. Die gleiche Art von Effekt kann auch erreicht werden, indem man die Oberfläche einer Kohlenstoffio­ neninjektion unterzieht. In dem Fall, daß die Anwendung einer Vorspannung benutzt wird, um die Diamantkeime zu erzeugen, ist nicht immer eine Ober­ flächenbehandlung notwendig.

Wenn der so erhaltene Einkristall-Diamantfilm in einer elektronischen Vorrichtung oder einem Sensor benutzt werden soll, besteht der Vorteil, daß der aus Dampf abgeschiedene Film so wie er ist als Elektrode benutzt werden kann. Wenn der Einkristall-Diamantfilm in einem optischen Fenster oder in einem Wärmeabfuhr­ element benutzt werden soll, besteht kein Bedarf für ein Substrat, und es kann durch mechanische Methoden oder durch chemische Methoden, wie Auflösen und dergleichen, entfernt werden. Es ist auch möglich, eine oder beide Seiten eines solchen selbsttragenden Einkristallsfilms zu polieren.

Bezüglich der Dicke des Einkristall-Diamantfilms gibt es keine anderen Beschrän­ kungen als daß sie von der Zeit der Gasphasensynthese abhängt. Im allgemeinen ist es möglich, durch Gasphasensynthese einen Film mit einer Dicke im Bereich von zwischen etwa 0,1 µm und einigen Millimetern zu erzeugen. Überdies ist es z. B. möglich, nachdem man zuerst einen Einkristal-Diamantfilm auf einem Substrat unter Verwendung einer Mikrowellen-CVD-Methode oder dergleichen gebildet hat, einen ziemlich dicken Diamantfilm zu erzeugen, indem man eine sehr schnelle Filmbildungsmethode anwendet, wie eine Verbrennungsmethode oder eine Plasmaspritzstrahlmethode.

Um einen Einkristall-Diamantfilm zu einem Halbleiter mit Halbleitereigenschaften vom p-Typ oder n-Typ zu machen, sollte ein Gas, das Bor umfaßt, wie B₂H₆ und dergleichen, oder ein Gas, das Phosphor umfaßt, wie PH₃, zu dem Reaktanden­ gas zu der Zeit der Erzeugung der Diamantkeime oder der Herstellung des Einkristall-Diamants durch Gasphasensynthese zugesetzt werden.

Im folgenden sollen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben werden. Fig. 1 ist ein typisches Querschnittsdiagramm, das die Reihenfolge der Stufen des Ver­ fahrens der Bildung eines Einkristall-Diamantfilms gemäß einer ersten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 1(a) zeigt ein erstes Substrat (1), für welches z. B. Strontiumtitanat (SrTiO₃) mit einer (111)-Kristallfläche als Hauptfläche benutzt wird.

Dann wird, wie in Fig. 1(b) gezeigt, ein Platinfilm (2) mit einer Dicke von z. B. 30 µm auf der Hauptfläche des ersten Substrats (1) gebildet, indem man eine Magnetron-Sprühmethode benutzt.

Als nächstes wird, wie in Fig. 1(c) gezeigt, ein zweites Substrat (3), das z. B. eine Mo-Folie mit einer Dicke von 0,3 mm umfaßt, auf den Platinfilm (2) ge­ preßt, und die Hitzebehandlung wird im Vakuum durchgeführt.

Dann wird, wie in Fig. 1(d) gezeigt, die relative vertikale Stellung des ersten und zweiten Substrats (1, 3) umgekehrt, so daß das erste Substrat (1) über dem zweiten Substrat (3) liegt.

Dann werden, wie in Fig. 1(e) gezeigt, der Platinfilm (2) und das erste Substrat (1) mechanisch voneinander getrennt, um die Fläche (2a) des Platinsfilms (2) freizulegen, die mit dem ersten Substrat (1) verbunden war. Darauf wird diese "Verbundfläche" (2a) durch eine Aufrauhbehandlung oberflächenbehandelt.

Schließlich wird, wie in Fig. 1(f) gezeigt, ein Einkristall-Diamantfilm (4) auf dem Platinfilm (2) durch Gasphasensynthese von Diamant auf der "Verbindungs­ fläche" (2a) gebildet.

Im Verfahren dieser Ausführungsform wird Strontiumtitanat mit einer (111)- Kristallfläche als erstes Substrat verwendet, und somit wird die Fläche (Verbund­ fläche (2a)) des Platinsfilms (2), die mit dem ersten Substrat (1) verbunden ist, ebenfalls eine vollständige (111)-Fläche, und somit entsteht durch Bildung des Diamants auf dieser Verbundfläche (2a), der durch Gasphasensynthese gebildete Diamantfilm ebenfalls als praktisch vollständiger Einkristall mit einer (111)- Kristallfläche. Da überdies die Fläche des durch Gasphasensynthese erhaltenen Diamantfilms von der Fläche des Platinfilmsubstrats abhängt, kann ein Einkri­ stall-Diamantfilm von großer Fläche gebildet werden.

Fig. 2 ist ein typisches Querschnittsdiagramm, welches die Reihenfolge der Stufen eines Verfahrens zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist, daß der Platinfilm und das erste Substrat voneinander getrennt werden, ohne zuerst ein zweites Substrat auf den Platinfilm zu pressen. Alle anderen Stufen sind identisch zu den Stufen der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, und somit werden die gleichen Bezugszahlen verwendet, um gemeinsame Teile zu bezeichnen, und eine ausführliche Erklärung dieser gemeinsamen Teile wird somit weggelassen.

Fig. 2(a) zeigt ein erstes Substrat (1). Wie in Fig. 2(b) gezeigt, wird ein Platinfilm (2) mit einer Dicke von z. B. nicht weniger als 20 µm auf diesem ersten Substrat (1) aus Dampf abgeschieden. Dann werden, wie in Fig. 2(c) gezeigt, das erste Substrat (1) und der Platinfilm (2) einer Hitzebehandlung unterworfen, wonach die Stellungen des ersten Substrats (1) und des Platinfilms (2) so umgekehrt werden, daß das erste Substrat (1) über dem Platinfilm (2) liegt. Als nächstes werden, wie in Fig. 2(d) gezeigt, der Platinfilm (2) und das erste Substrat (1) mechanisch voneinander getrennt, um die Fläche (Verbundfläche (2a)) des Platinfilms (2), die mit dem ersten Substrat (1) verbunden war, freizule­ gen. Schließlich wird, wie in Fig. 2(e) gezeigt, Diamant in der Gasphase auf dieser Verbundfläche (2a) synthetisiert, nachdem die Verbundfläche (2a) einer Oberflächenbehandlung unterzogen ist, um einen Einkristall-Diamantfilm (4) auf dem Platinfilm (2) zu bilden.

Wie im Verfahren der ersten Ausführungsform hat dann, wenn die "Verbund­ fläche" (2a) des Platinfilms eine praktisch vollständige Kristallfläche hat, der in der Gasphase synthetisierte Diamantfilm ebenfalls eine praktisch vollständige Kristallfläche.

Einkristall-Diamantfilme wurden unter Anwendung des Verfahrens der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Fig. 1) gebildet, und das Aus­ maß, in welchem der erhaltene Film in Einkristallform vorlag, wurde für ver­ schiedene Bedingungen der Synthese durch Vergleich mit einem Vergleichsbei­ spiel bewertet. Die Ergebnisse dieser Bewertung werden nachstehend beschrie­ ben.

Als Vergleichsbeispiel wurde ein Diamantfilm durch Gasphasensynthese auf der Wachstumsfläche eines mit Dampf auf einem ersten Substrat abgeschiedenen Platinfilms gebildet. Das Bildungsverfahren war wie folgt: zuerst wurde Stronti­ umtitanat (SrTiO₃) mit einer (111)-Kristallfläche als Substrat benutzt. Dieses Substrat wurde dann bei einer Temperatur von 400°C gehalten, und ein Platin­ film von 30 µm wurde aus Dampf darauf abgeschieden, wobei eine Magnetron­ sprühmethode benutzt wurde, wonach eine Hitzebehandlung im Vakuum bei einer Temperatur von 1200°C für 24 Stunden durchgeführt wurde. Die Refle­ xions-HEED-Analyse (HEED = Beugung mit energiereichen Elektronen) der Züchtungsoberfläche des Platinfilms zeigte, daß sie im wesentlichen eine (111)- Kristallfläche war. Dann wurde die Züchtungsoberfläche der Behandlung mit Ultraschallwellen oder den Schleifen mit der Schwabbelscheibe unter Verwen­ dung von Diamantpulver unterzogen. Dann wurde Diamant auf dieser Züch­ tungsfläche durch Gasphasensynthese gebildet. Die Gasphasensynthese wurde durchgeführt unter Verwendung einer Mikrowellen-CVD-Einrichtung vom Röhren­ typ oder vom Typ NIRIM (National Institute for Research in Inorganic Materials), wobei das Substrat in der Reaktionskammer montiert und bei einer Temperatur zwischen 750°C und 890°C gehalten wurde, während Methangas, das auf 0,3% mit Wasserstoffgas verdünnt war, in die Reaktionskammer mit einer Fließgeschwindigkeit von 100 Nccm/min (Nccm = Normal-ccm) in die Reak­ tionskammer gerichtet wurde, um den Druck innerhalb der Reaktionskammer bei 40 Torr zu halten.

In den Beispielen der Erfindung wurde ein Diamantfilm durch Gasphasensynthese auf der Fläche eines Platinfilms gebildet, die einmal mit dem ersten Substrat verbunden war. Zuerst wurde ein Platinfilm mit einer Dicke von 30 µm aus Dampf auf einem Einkristall von Strontiumtitanat unter den gleichen Bedingun­ gen wie für das Vergleichsbeispiel oben beschrieben abgeschieden. Dann wurde eine Mo-Folie von 0,3 mm Dicke auf den Platinfilm gepreßt, und die Hitzebe­ handlung wurde in einem Vakuum bei einer Temperatur von 1200°C 24 Stun­ den durchgeführt. Danach wurden das Strontiumtitanat und der Platinfilm an ihrer Grenzfläche getrennt. Die Reflexions-HEED-(RHEED-)Analyse der Verbund­ fläche zeigte, daß sie im wesentlichen eine (111)-Kristallfläche war. Dann wurde die Verbundfläche des Platinfilms einer Oberflächenbehandlung in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel unterzogen, wonach Diamant darauf durch Gasphasensynthese gebildet wurde. Während der Synthese wurde eine elek­ tronenmikroskopische Photographie gemacht. Fig. 3 ist eine elektronenmikro­ skopische Photographie, welche den Zustand des Diamantfilms zeigt, der auf der (111)-Fläche des Platinfilms wächst. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Diamant (111)-Kristallflächen im Prozeß des miteinander Verschmelzens unter Bildung eines kontinuierlichen Einkristallfilms. Der auf diese Weise erhaltene Einkristall- Diamantfilm wurde als erfindungsgemäßes Beispiel 1 bezeichnet.

Dann wurden nach der gleichen allgemeinen Methode, wie sie zur Bildung des erfindungsgemäßen Beispiels 1 benutzt wurde, Filme einer Legierung auf Platin­ basis aus Dampf unter den jeweiligen Bedingungen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, abgeschieden, der Hitzebehandlung und den Oberflächenbehandlungen und den jeweils in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterworfen, und dann wurde Diamant darauf durch Gasphasensynthese unter den jeweils in Tabelle 3 gezeig­ ten Bedingungen gebildet. Das Ausmaß der Orientierung wurde dann für das Vergleichsbeispiel und die erfindungsgemäßen Beispiele, die auf diese Weise erhalten waren, bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 4 gezeigt.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Im erfindungsgemäßen Beispiel 1 wurde kornförmiger Diamant, dessen Kristall­ orientierung bis zu einem gewissen Grad ausgerichtet war, 10 Stunden nach Beginn der Synthese ausgeschieden und, wie in Tabelle 3 gezeigt, wuchsen unter den Bedingungen aller der erfindungsgemäßen Beispiele und des Ver­ gleichsbeispiels benachbarte Körner von Diamant nach einer Zeit zusammen, die von zwischen 8 und 30 Stunden von Beginn der Synthese reichte, und überdies wurde, wie in den Tabellen 1 und 4 gezeigt, ein kontinuierlicher Einkristall- Diamantfilm mit einer Kristallfläche, die identisch zu der der Legierung auf Platinbasis war, gebildet. Während jedoch im Fall der erfindungsgemäßen Bei­ spiele 1 bis 11 der Grad der Orientierung zwischen 90% und 98% unter jeder der in den Tabellen 1 bis 3 gezeigten Bedingungen war, war der Grad der Orien­ tierung des Vergleichsbeispiels 85%, was ein großes Ausmaß an Unordnung, weg von einem Einkristallzustand zeigt, im Vergleich zu den erfindungsgemäßen Beispielen.

Wie oben erwähnt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Film einer Legie­ rung auf Platinbasis aus Dampf auf einem ersten Substrat abgeschieden, und Diamant wird durch Gasphasensynthese auf der Fläche des Platinfilms gebildet, die vorher mit dem ersten Substrat verbunden war, wodurch ein Einkristall- Diamantfilm von großer Fläche und hoher Kristallinität bei geringen Kosten gebildet werden kann. Da es nun möglich ist, gemäß der vorliegenden Erfindung einen Einkristall-Diamantfilm durch Gasphasensynthese zu bilden, kann nun Einkristalldiamant in einem weiten Bereich von Anwendungsgebieten benutzt werden, bei denen seine praktische Verwendung bis jetzt schwierig war, und somit stellt die vorliegende Erfindung einen großen Beitrag zur Entwicklung auf diesem technischen Gebiet dar.

Liste der Bezugszahlen

1

Erstes Substrat

2

Film auf Basis der Platinlegierung

2

a Verbundfläche

3

Zweites Substrat

4

Diamantfilm

Claims (12)

1. Verfahren zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms, umfassend die Stufen

• - der Abtrennung eines aus Dampf abgeschiedenen Films von Platin oder einer Platinlegierung, die wenigstens 50% (At.) Platin enthält, dessen Oberfläche eine (001)- oder (111)-Kristallfläche aufweist, von einem Substrat und
• - der Synthetisierung eines Diamantfilms auf dem aus Dampf abge­ schiedenen Film von Platin oder einer Platinlegierung, wobei die Oberfläche des aus Dampf abgeschiedenen Films, auf welcher der Diamantfilm synthetisiert wird, der Oberfläche des aus Dampf abgeschiedenen Films entspricht, die mit dem Substrat verbunden war, auf welchem der aus Dampf abgeschiedene Film gebildet wurde.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der aus Dampf abgeschiedene Film durch folgende Stufen gebildet wird: (i) Dampfabscheidung eines Films von Platin oder einer Platinlegierung, die wenigstens 50% (At.) Platin enthält, auf einem ersten Substrat, (ii) Unterwerfen des dampfabge­ schiedenen Films einer Hitzebehandlung und (iii) Abtrennung des aus Dampf abgeschiedenen Films vom ersten Substrat.

3. Verfahren nach Anspruch 2, weiter umfassend: Pressen eines zweiten Substrats auf die Oberfläche des aus Dampf abgeschiedenen Films zwi­ schen den Stufen (i) und (ii) oder zwischen den Stufen (ii) und (iii).

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, weiter umfassend: Unterwerfen der Oberfläche des aus Dampf abgeschiedenen Films, auf dem der Diamant­ film synthetisiert werden soll, der Oberflächenbehandlung zwischen der Stufe (iii) und der Stufe der Synthese des Diamantfilms.

5. Verfahren nach Anspruch 4, worin die Oberflächenbehandlung eine Be­ handlung mit Ultraschallwellen oder eine Aufrauhung durch eine Polierbe­ handlung unter Verwendung von Diamantpulver oder Diamantpaste oder eine Kohlenstoffioneninjektionsbehandlung ist.

6. Verfahren zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Substrat aus einem Material besteht, ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Lithi­ umfluorid, Calciumfluorid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zirconiumoxid, Aluminiumoxid, Strontiumtitanat, Bariumtitanat, Bleititanat, Galliumtantalat und Lithiumniobat, und daß die Oberfläche des ersten Substrats eine (111)-Kristallfläche oder eine (001)-Kristallfläche hat.

7. Verfahren zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms nach einem der An­ sprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Substrat aus einem Material besteht, das ausgewählt ist aus der folgenden Gruppe: Silicium, Quarz und Glas.

8. Verfahren zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platinlegierung wenig­ stens ein Element aus der Gruppe 6A, Gruppe 7A, Gruppe 8A oder Grup­ pe 1B des Periodensystems umfaßt.

9. Verfahren zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms nach einem der An­ sprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrattemperatur, wenn der aus Dampf abgeschiedene Film gebildet wird, nicht größer als 1000°C ist.

10. Verfahren zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms nach einem der An­ sprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Sub­ strats, wenn der aus Dampf abgeschiedene Film gebildet wird, zwischen 300°C und 1000°C ist.

11. Verfahren zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms nach einem der An­ sprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hitzebehand­ lungstemperatur nicht geringer als 500°C ist.

12. Verfahren zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hitzebehandlungstemperatur nicht geringer als 1000°C ist.