DE3335132A1 - Verfahren zum ausbilden eines diamantaehnlichen kohlenstoff-films auf einem substrat - Google Patents

Verfahren zum ausbilden eines diamantaehnlichen kohlenstoff-films auf einem substrat

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Description

-δ-Verfahren zum Ausbilden eines
diamantähnlichen Kohlenstoff-Films auf einem Substrat
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ablagern eines Kohlenstoff-Fi Ims auf einem Substrat und auf Erzeugnisse, die dadurch gewonnen werden.
Zur Ausbildung eines Hartfilms auf einem Substrat können gedämpfte energiereiche Ionen oder neutrale Kohlenstoffatome benutzt werden. Ein Kohlenstoff-Film ist in seinen Eigenschaften einem Diamant ähnlicher als Graphit und wird daher häufig als I (Ionen)-Kohl enstoff oder diamantähnlicher Kohlenstoff bezeichnet. Die Struktur des diamantähnlichen Kohlenstoffs ist bisher nicht genau erforscht bzw. verstanden worden, es ist jedoch bekannt, daß dieser härter als gehärteter Stahl ist, obgleich er nicht so hart wie Diamant ist. Dieses Material ist außerdem ein guter Isolator, chemisch unempfindlich oder reaktionsträge und hat einen Brechungsindex ähnlich Diamant. Indessen hängen die spezifischen Eigenschaften des diamantähnlichen Kohlenstoffs von den Ablagerungsbedingungen, nämlich der Ionenenergie, der Substrattemperatur und dem Betrag und Typ anderer Ionen, die in den Film eindringen können, ab.
25Eine Anwendung derartiger Filme besteht in beispielsweise der Herstellung von harten, schützenden Beschichtungen für optische Linsen. Eine andere Anwendung besteht auf medizinischem Gebiet für Einrichtungen, die in den menschlichen Körper eingeführt werden. Da der Kohlenstoff-Fi Im oder Karbonfilm, der durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird,' chemisch träge oder reaktionsträge ist und einen Isolator darstellt, können derartig beschichtete medizinische Einrichtungen Eigenschaften besitzen, die eine Gerinselbildung verhindern (d. h. sie verhindem im wesentlichen die Bildung von Thrombosen). Desweiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren benutzt werden, um das sog. homoepitaxi ale Wachstum von Diamanten zu bewirken, vergl. Nature vol. 275 pp. 634-635 (October 19, 1978).
IEs sind bisher verschiedene Techniken benutzt worden, um diamantähnliche Kohlenstoff- oder Karbon-Filme herzustellen. Beispielsweise offenbart die Druckschrift J. Appl. Phys. 42^ 2953 (1971) ein Verfahren zur Ablagerung von diamantähnliehern Kohlenstoff, wobei ein Kohlenstoff-Argon-Strahl , der von einer Ionenquelle abgegeben wird, in welcher eine Argon-Glühentladung zwischen einer Anode und einer Graphitkatode stattfindet. Diese Katode wird durch die Entladung zerstäubt, und einige von den abgestäubten Kohlenstoffatomen werden bei der Entladung ionisiert. Ein Nachteil dieser Technik besteht darin, daß.die Konzentration der Kohlenstoffionen in der Entladung sehr klein ist. Demzufolge besteht eine andere, bevorzugte Technik darin, ein Kohlenwasserstoffgas entweder in einer Gleichstrom- oder Hochfrequenz (RF)-Glühentladung zu kracken oder zu zerlegen. Die Anordnung in dem letzteren Fall ist analog zu einer, die in Hochfrequenz-Zerstäubungseinrichtungen benutzt wird. Das Substrat wird auf einer Elektrode plaziert, die mit dem Mittelleiter eines Koaxialkabels über ein Anpassungsnetzwerk verbunden ist. Das Substrat nimmt eine negative Vorspannung an, dessen Betrag von der Energiezufuhr abhängt.
Die zuvor erläuterten Techniken erzeugen Filme, die oft unerwünschte Anteile von Graphit enthalten, welche den Widerstand und die Lichtdurchlässigkeit verringern und in genügend großen Konzentrationen eine nachteilige Wirkung auf die Härte haben. Es erscheint, daß, sobald die Dicke des Films ansteigt, das Verhältnis des Graphits wegen der Bildung von GraphitkernbiIdungszentren ansteigt.
■Außerdem enthalten zahlreiche diamantähnliche Kohlenstoff-Filme, die nach dem Stand der Technik hergestellt werden, großen Mengen von Wasserstoff (ungefähr 30 Atomprozent). Daraus kann sich eine druckbedingte mechanische Überbeanspruchung ergeben, und es kann zu einer Infrarot-Absorbtion durch den Film aufgrund der C-H-Bi ndungen kommen. Als Ergebnis hat die Dicke von Filmen, die nach dem Stand der Tech-
lnik hergestellt wurden, niemals ungefähr ein Micron überschritten. Die Verfahren nach dem Stand der Technik, wie sie zuvor erläutert wurden, lehren, daß der Anteil von chemisch aktiven Gasen außer den Kohlenwasserstoffgasen, (beiöspielsweise Op) stark begrenzt werden sollte, um eine Entfernung der Beschichtung zu verhindern. Im Gegensatz dazu hat die Anmelderin der vorliegenden Erfindung herausgefunden, daß Ionen dieser Gase vorzugsweise unerwünschtes Graphit von dem SübstratfiIm entfernen, was zu einer verbesserlOten, diamantähnlichen Kohlenstoffbeschichtung führt.
Da ein Teil des diamantähnlichen Kohlenstoffs ebenfalls durch die das Graphit entfernenden Gase entfernt wird, darf der Anteil dieser Gase nicht sehr hoch sein. Es wurde allge-
15mein angenommen, daß diese Gase verhindert werden müssen und nur in Spurenmengen, wenn überhaupt, auftreten dürfen. Im Gegensatz zu dieser Auffassung hat die Anmelderin der vorliegenden Erfindung herausgefunden, daß diese Gase die Beschichtung verbessern und in größeren Mengen ohne unzuläs-
2osige Verringerung der Ablagerungsrate auftreten dürfen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ausbilden des diamantähnlichen Kohlenstoff-Films auf einem Substrat zu schaffen, bei dem verrin-25gerte Mengen von Graphit und Wasserstoff auftreten. Der vorliegenden Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, einen diamantähnlichen Kohlenstoff-Fi Im herzustellen, der eine Dicke hat, welche 1 Mikron überschreitet.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum Ausbilden eines diamantähnlichen Kohlenstoff-Fi Ims auf einem Substrat durch Vorsehen eine Quelle für Kohlenstoffionen gerichtet und außerdem darauf gerichtet, die Kohlenstoffionen so zu steuern, daß sie einen Film auf einem Substrat, beispielsweise einer optischen Linse, bilden. Das Substrat wird außerdem Ionen ausgesetzt, die vorzugsweise durch chemisches Zerstäuben andere unerwünschte Formen von Kohlenstoff, einschließlich Graphitkohlenstoff aus dem Substrat-
-δ-film entfernen. Der sich ergebende Film ist durch einen merkbar reduzierten Graphit- und Wasserstoffantei1 gekennzeichnet, was ihn dazu in die Lage versetzt, einen stabilen Film zu bilden, der eine Dicke hat, die größer als ein m ist.
Die Kohlenstoffionen können durch eine Glühentladung in einem Kohlenwasserstoffgas erzeugt werden. Dies wird häufig mittels einer Hochfrequenz-Entladung durchgeführt. Ein allOternativer Weg dazu ist die Benutzung einer Ionenkanone mit einem Kohlenwasserstoffgas.
Bei der Hochfrequenz-Entladung variiert die Energie der aufprallenden Ionen mit dem Augenblickswert der Hochfrequenzspannung, wobei der mittlere Wert von der Energiezufuhr abhängt. Andererseits erzeugen Ionenkanonen einen Strahl mit angenähert gleichförmiger Energie.
Die Erzeugung von Kohlenstoffionen wird durch Zerlegung und Ionisation eines Kohlenwasserstoffgases und zumindest eines Gases, das vorzugsweise Graphit aus dem Substratfilm durch chemisches Zerstäuben entfernt, durchgeführt. Im allgemeinen werden letztere Gase aus solchen ausgewählt, die zumindest ein Element ausgewählt aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Chlor, Fluor und Wasserstoff mit der Maßgabe enthalten, daß Gase, die nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten (d. h. Kohlenwasserstoffgase) ausgeschlossen sind. Die bevorzugten Gase zur Entfernung von Graphit werden aus Kohlenstoffdioxyd, Sauerstoff, Kohl enstoffmonoxyd., Kohlenstoff-30tetrafluorid und Kohlenstofftetrachlorid ausgewählt. Diese Gase haben den weiteren Vorteil der Minimierung des Aufbaus kohlenstoffhaltiger Substanzen auf der Innenseite einer Ionenkanone und an den Elektroden.
Bei dem vorliegenden Verfahren kann Kohlenwasserstoffgas verwendet werden. Es wird jedoch bevorzugt, ein Gas mit einem hohen Kohlenstoff/Wasserstoff-Verhältnis zu verwenden, um die Menge von Wasserstoff, die bei der Entladung vorhan-
den ist, zu reduzieren. Vorzugsweise besteht das Kohlenwasserstoffgas zu zumindest 40 Atomprozenten aus Kohlenstoffatomen. Die am meisten bevorzugten Gase sind Azetylen und Benzen.
5
Falls irgendein Sauerstoff enthaltendes Gas (z. B. O2, CO2 oder CO) als das Gas ausgewählt wird, das vorzugsweise graphitischen Kohlenstoff entfernt, kann es notwendig sein, Wasserstoffgas oder ein geeignetes Isotop davon (beispielsweise Deuterium) ersatzweise für einige der Sauerstoff enthaltenden Gase vorzusehen. Dies ist aufgrund der Tatsache notwendig, daß großen Mengen von Sauerstoff eine Absorption im Infrarotbereich um 9.5 ym verursachen.
Die Menge von Wasserstoffgas, das anstelle des Sauerstoff enthaltenden Gases eingesetzt wird, ist durch die Begrenzung der Absorption der Infrarotstrahlung einer Ein-Mikron-Schicht bei einer Wellenlänge von ungefähr 9.5 ym auf einen Wert von nicht mehr als ungefähr 6 bis 8 Prozent bestimmt.
Im Ergebnis erlaubt das vorliegende Verfahren eine genaue Steuerung der Menge von Wasserstoff in der Entladung. Dies verringert die Menge des Wasserstoffes in dem Film, um dadurch einen Film mit verbesserten mechanischen Eigenschaften zu gewinnen. Falls notwendig, kann ein nichtreaktionsfähiges Gas, beispielsweise Argon, in dem vorliegenden Verfahren verwendet werden, um die Entladung zu stabilisieren.
Das vorliegende Verfahren sieht außerdem eine Substrattemperatur zwischen 100 ° C und 200° C während der Ablagerung vor, um die Graphitentfernung zu optimieren und um die mechanischen Eigenschaften des Films zu verbessern.
Die Aufgaben und Vorteile für die vorliegende Erfindung werden aus der im einzelnen anhand der Figur gegebenen Beschreibung ersichtlich. Die Figur und Ausführungsbeispiele, die darin gezeigt sind, sind lediglich zum Zwecke der Verdeutlichung dargestellt und bedeuten keinerlei Beschränkung
-ΙΟΙ des Schutzbegehrens, das durch die Ansprüche bestimmt ist.
Die einzige Figur zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels für ein Ablagerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß der einzigen Figur wird eine Ionenkanone 10 benutzt, die eine Katode 12, nämlich eine Graphitkatode, welche wassergekühlt ist, enthält. Das Kohlenwasserstoffgas (z. B.
Azetylen-Gas) und das Gas, welches vorzugsweise Graphit durch chemisches Zerstäuben entfernt (z. B. Kohlendioxyd), treten in die Ionenkanone durch einen Gaseinlaß 16 ein. Es wird bevorzugt, Azetylengas und Kohlendioxydgas in einem Druckverhältnis von etwa zwischen 0.5 - 5.0 : 1, vorzugsweise ungefähr 3-1 : 1, gemessen mit einer Thermoumformer-Meßeinrichtung zu benutzen, und zwar unter der Annahme, daß die Empfindlichkeit der Meßeinrichung für diese Gase die gleiche wie für Luft ist. Die Drücke werden in der Entladungskammer gemessen, bevor die Entladung gestartet wird.
Während der Entladung liegt der Druck um etwa.50% höher. Besonders gute Ergebnisse werden bei Verwendung eines Verhältnisses 1 : 1 erzielt. Eine größere Konzentration des Kohlenwasserstoffgases kann in den anfänglichen Stufen der Ablagerung (d. h. bis zu 500 Ä) benutzt werden, um die Haftung zu verbessern, und dann kann die Konzentration des Kohlenwasserstoffgases auf das Verhältnis 1 : 1 verringert werden.
An dem einen Ende der Kammer der Ionenkanone 10 ist gegenüber der Katode 12 eine geerdete Anode angeordnet. Die Anode 14 besteht aus einer rostfreien Stahlplatte, die eine'in ihrer Mitte angeordnete Öffnung von typisch ungefähr 2mm im Durchmesser hat, welche gestattet, daß der Plasmastrahl durch die Öffnung in der Anode in eine Ablagerungs oder Niederschiagskammer 20 hinein durchtreten kann. Die Seite der Anode 14, welche der Katode 12 gegenübersteht, ist teilweise von einem Isolator 18 bedeckt, welcher die Plasmadichte an der Anode erhöht.
Die Spannung zwischen der Anode 14 und der Katode 12 beträgt im allgemeinen zwischen ungefähr 500 und 800 V, vorzugsweise etwa 600 V, bei einem Betriebsstrom zwischen etwa 60 und 100 mA.
Der Plasmastrahl tritt in die Niederschlagskammer 20 ein. Ein Gitter 22, das sich in axialer Richtung relativ ausgerichtet zu der Anode 14 hin öffnet, ist etwa 3 mm von dieser entfernt angeordnet. Dieses Gitter hat ein Potential um zwischen 50 und 100 V höher als die Anode 14, und der Plasmastrahl setzt seinen Weg durch das Gitter 22 fort, um auf ein Substrat 26 zu treffen.
Ein axiales magnetisches Feld von einigen hundert Gauß, das durch eine Magnetspule 28 erzeugt wird, welche um die Ionenkanone herum angeordnet ist, kann auf diese einwirken, um die Weglänge der Elektronen in dem Plasmastrahl zu erhöhen, was gestattet, daß das Verfahren bei einer verringerten Gasdichte in der Ionenkanone durchgeführt werden kann. Diese Wirkung kann desweiteren durch Benutzung einer zylindrischen Anode, die koaxial mit der zylindrischen Wand der Kammer ausgebildet ist, erhöht werden.
Der Kohlenstoff-Fi Im, der auf dem Substrat 26 ausgebildet wird, stellt einen Isolator dar. Daher wird von einem negativ vorgespannten Sieb 24, das aus rostfreien Stahldrähten hergestellt ist, die in einer Richtung gespannt sind, und welches direkt gegenüber dem Substrat angeordnet ist, Gebrauch gemacht. Bei einer negativen Vorspannung von etwa - 1500 V relativ gegen Erde nimmt der Film auf dem Substrat 26 eine negative Vorspannung von etwa minus 200 V relativ zu dem Gitter 22 an. Dies ist aufgrund der Emmission von sekundären Elektronen aus dem Sieb 24, die eintritt, wenn
35dies.es von Ionen des Plasmastrahls getroffen wird, und aufgrund des Austritts von Ionen aus dem Strahl der Fall. Die Spannung des Substrats 26 beträgt ungefähr minus 20 V relativ zu dem Gitter 22, wenn das Sieb 24 potentialmäßig schwe-
— 1 be«d-i.st...Dx£_Sub^ desweiteren durch Einwirkenlassen eines schwachen Magnetfei des , das senkrecht ~zir~~ dem Strahl zwischen dem Gitter 22 und dem Sieb 24 ausgerichtet ist, erhöht werden, um dadurch Elektronen aus dem Strahl abzuziehen= Wenn dieses Feld wirkt und die Siebspannung - 150 V relativ gegen Erde beträgt, ist die Substratspannung nur um ungefähr ein Volt niedriger als die Gitterspannung. Es wird seitens der Anmelderin angenommen, daß die mittlere Ionenenergie nahe zugleich der Potentialdifferenz zwischen dem Gitter 22 und dem Substrat 26 ist.
Um die Bildung eines gleichförmigen Films sicherzustellen, wird das Substrat 26 fortlaufend in einer Sägezahnbewegung senkrecht zu den Drähten des Siebes 24 und zu dem Plasmastrahl bewegt. Die Elektronendichte in dem Strahl kann ebenfalls auf herkömmliche Weise durch Eintauchung eines negativ vorgespannten thermionischen Emitters in den Strahl erhöht werden.
Rückstand!ge Gase und Gase, die durch die Öffnung in der Anode 14 eintreten, werden aus der Niederschlagskammer 20 über einen Pumpenstutzen 30 abgesaugt. Der Druck in der Niederschlagskammer beträgt ungefähr 10 Torr Stickstoi in Übereinstimmung mit einer Ionenmanometerablesung.
Nach einer herkömmlichen Reinigung durch Ionen-Zerstäubung ist es vorzuziehen, anfangs eine Entladung mit einem Azetylen/Kohlendioxyd-Verhältnis von 3 : 1 bei einem totalen Druck von zwischen ungefähr 0.1 und 0.2 Torr luftäquivalen-
30ter Thermoumformer-Meßskalenablesung vor der Entladung durchzuführen. In dieser anfänglichen Stufe wird ein Potential von - 1500 V relativ gegen Erde an das Sieb 24 gelegt, was zu einen Potential des Substrats 26 von - 200 V relativ zu dem Gitter 22 führt. Die Temperatur des Substrats 26
35wird bei ungefähr 15O0C gehalten. Dieser Zustand wird für ungefähr 3 Minuten aufrechterhalten, bis die Beschichtung ungefähr 0.05 pm dick ist.
Danach wird die Menge von Azetylen bis auf ein Verhältnis von ungefähr 1:1- gemessen wie oben beschrieben - verringert, und das Potential des Siebes 24 wird auf zwischen ungefähr -100 -und -1000 V relativ gegen Erde erhöht, um einen Film zu erzielen, der eine negative Vorspannung zwischen ungefähr -1 und -60 V in bezug auf das Gitter 22 hat. In der zweiten Verfahrensstufe wird das Substrat 26 auf einer Temperatur zwischen ungefähr 100 und 150 C gehalten. Der Film wird auf das Substrat mit einer Geschwindigkeit von ungefähr lym/h aufgetragen.
Höhere Ionenenergien erhöhen die Härte der Beschichtung und niedrigere Energien verringern die Absorption. Durch Verwendung der Prozedur, die oben beschrieben worden ist, können sehr viel geringere Ionenenergien benutzt werden, ohne daß polymerisierte Kohlenwasserstoff-Schichten entstehen. Eine höhere anfängliche Energie verbessert außerdem die Haftung der Beschichtung. Es wurden unterschiedliche Beschichtungen getestet und dabei die folgenden Eigenschaften bestimmt:
Dicke : bis zu 2 pin
Sauerstoffgehalt
ca. 2 - 2.5 Atomprozente
25 Wasserstoffgehalt
ca. 5 Atomprozente
Kohlenstoffgehalt Härte
Gl ei chgewi cht
1200 kg/mm2 "Knoop"-Härte bei 10 g Drucklast
strenge Abriebprüfung (U.S. Military Spec. No. MIL-C-675C) Spezifischer Widerstand Brechungsindex
keine Auswirkung
1 2 ungefähr 10 Ω cm
2.3 bei 0.7 μ m ca. 2.0
im Infrarotbereich
Gelb nach Braun im
sichtbaren Spektrum und
minimaler Absorption IR,
keine C-H-Verbindungen
beobachtet
Reaktion auf HF, IO H2SO4 und HNO3
Reaktion auf organische Lösungen
15 Erwärmung im Vakuum auf 5000C
keine
kei ne
keine Wirkung
Während sich die vorangegangene Beschreibung auf die Verwen· dung einer Einrichtung mit einzigen Ionenkanone bezieht, kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auch auf andere Art durchgeführt werden. Beispielsweise können zwei Ionenkanonen benutzt werden, wobei einer erste Ionenkanone für das Kohlenwasserstoffgas und ein nichtreaktionsfähiges Gas, beispielsweise Argon, zur Stabilisierung der Entladung benutzt werden, und eine zweite Kanone kann für solche Gase benutzt werden, die vorzugsweise ausgewählt sind, um Graphit und andere unerwünschte Formen des Kohlenstoffs durch chemisches Zerstäuben zu entfernen. Die Kanonen sind dann derart unter einem Winkel zueiander angeordnet, daß die Plasmastrahlen, die sich daraus ergeben, bei der Substratoberfläche zusammentreffen.
Eine weitere Alternative besteht darin, eine Ionenkanone für das Kohlenwasserstoffgas und ein nichtreaktionsfähiges 35GaS5 beispielsweise Argon, zu benutzen, um die Entladung zu stabilisieren. Eine zweite Kanone wird dann für solche Gase benutzt, die vorzugsweise ausgewählt werden, um Graphit und andere unerwünschte Formen des Kohlenstoffs durch chemi-
sches Zerstäuben zu entfernen, wobei diese Kanonen derart unter einem Winkel zueinander angeordnet sind, daß ein Zusammentreffen der betreffenden Strahlen vor deren Berührung mit dem Substrat ermöglicht ist. 5 In beiden Ausführungsbeispielen, die zwei Ionenkanonen benutzen, kann das Sieb fortgelassen werden, wenn eine der Ionenkanonen negativ in bezug auf die andere vorgespannt ist und das Substrat in einer festen Position gehalten wird. IO
Leerseite

Claims (23)

Ansprüche
1./Verfahren zum Ausbilden eines diamantähnlichen Kohlenstoff-Films auf einem Substrat, gekennzei c h n e t , durch
(a) Bereitstellen einer Quelle für Kohlenstoffionen;
(b) Ausrichten der Kohlenstoffionen auf ein Substrat (26) unter Bedingungen, die einen diamantähnlichen Kohlenstoff-Film ,erzeugen , der andere Formen von Kohlenstoff enthalten
1O kann;
(c) Bereitstellen einer Quelle für zweite Ionen eines Nicht-Kohlenwasserstoffgases in einer größeren Menge, als es einer bloßen Verunreinigung entspräche, welche in der Lage ist, vorzugsweise diese anderen Formen von Kohlenstoff durch chemische Zerstäubung zu entfernen;
(d) Ausrichten der zweiten Ionen auf das Substrat (26) unter Bedingungen, die wirksam sind, um das vorzugsweise chemische Zerstäuben der anderen Formen von Kohlenstoff in dem Film zu fördern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffionen und die zweiten Ionen gleichzeitig auf das Substrat (26) gerichtet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Formen des Kohlenstoffs
Graphit darstell en.
4. Verfahren nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Ionen aus zumindest einem Nicht-Kohlenwasserstoffgas gewonnen werden, das zumindest ein Element enthält, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Kohlenstoff Sauerstoff, Chlor, Fluor und Wasserstoff besteht.
IO5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus Kohlendioxyd, Sauerstoff, Kohlenmonoxyd, Kohlentetrachlorid , Kohlentetraf1uorid und Wasserstoff besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein nichtreaktionsfähiges Gas benutzt wird, um die Entladung der Kohlenstoffionen und der zweiten Ionen zu stabilisieren.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtreaktionsfähige Gas Argon i st.
258. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t 3 daß zumindest ein Kohlenwasserstoffgas als die Quelle für Kohlenstoffionen benutzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8., dadurch g e k e η η 30zeichnet, daß die Kohlenwasserstoffgase zumindest 40 Atomprozente Kohlenstoff enthalten.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenwasserstoffgase aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus Azetylen und Benzen besteht.
11. Verfahren nach Anspruch-4, dadurch g e k e η η -
• ft *> λ β
-3-
lzei chnet , daß die zweiten Ionen aus einem Sauerstoff enthaltenden Gas und durch Zufügen eines Wasserstoff enthaltenden Gases in einer Menge gewonnen werden, die ausreichend ist, um die Absorption von Infrarotstrahlung in einer Ein-Micron-FiImschicht bei einer Wellenlänge von ungefähr 9.5 ym auf einen Wert von nicht mehr als ungefähr 6 bis 8 % zu begrenzen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η -
ze ichnet, daß das Wasserstoff enthaltende Gas aus Wasserstoffgas und Deuterium ausgewählt ist.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeich n"e t , daß Azetylen als Quelle für die Kohlenstoffionen und Kohlenstoffdioxyd als Quelle für die zweiten Ionen vorgesehen sind und daß das Verhältnis von Azetylen zu Kohlendioxyd zwischen 0.5 - 5.0 : 1, gemessen mit einer Thermoumformer-Meßeinrichtung, die für Luft geeicht ist, beträgt, bevor die Entladung gestartet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Azetylen zu Kohlendioxyd ungefähr 3 : 1 in den anfänglichen Stufen der Ablagerung beträgt und danach auf etwa 1 : 1 verringert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat auf eine Temperatur zwischen 100° und 2000C erhitzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der Kohlenstoffionen und der zweiten Ionen zusammen mit der Hochfrequenzentladung des Substrats (26) durchgeführt wird.
3517. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat (26) mit einer Hochfrequenz-Elektrode verbunden ist.
18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der Kohlenstoffionen und der zweiten Ionen in zumindest einer Ionenerzeugungsquelle durchgeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffionen und die zweiten Ionen in getrennten Ionenerzeugungsquellen erzeugt werden, um einen ersten und einen zweiten Plasma- oder Ionenstrahl zu bilden, die an der Oberfläche des Substrats (26) zusammentreffen.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffionen und die zweiten Ionen in getrennten Ionenerzeugungsquellen erzeugt werden, um einen ersten und einen zweiten Plasma- oder Ionenstrahl zu erzeugen, die vor dem Substrat (26) zusammentreffen.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch g e 2Okennzei chnet , daß einer der Strahlen in bezug auf den anderen Strahl negativ vorgespannt ist.
22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung eines Plasmastrahls vorgesehen ist, der die Kohlenstoffionen und Elektronen enthält, und daß das Einwirkenlassen eines magnetischen Feldes im wesentlichen senkrecht zu dem Plasmastrahl vorgesehen ist, um dadurch einen Teil der Plasma-Elektronen abzuziehen .
23. Substrat, gekennzei ch η e t durch einen diamantähnlichen Kohlenstoff-Fi Im, der gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt wird.
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