Prozessentwicklung zur Erzeugung großflächiger hochorientierter Diamantscheiben als Werkstoff für Wärmespreizer und Schneidanwendungen - HODIA

Diamant besitzt herausragende physikalische Eigenschaften, doch die großflächige Herstellung von einkristallinem Diamant ist herausfordernd, da spezielle einkristalline Wachstumssubstrate und -prozesse benötigt werden. In diesem Projekt wurden die Schichtentwicklungs-, und -ananlysekompetenzen des Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM mit der Erfahrung im Wachstum von Diamant von Diamond Materials GmbH (DM) vereint, um Prozesse zur Herstellung großflächiger nahezu einkristalliner Diamantscheiben zu erforschen und Demonstratoren mit einem Durchmesser von >50 mm und einer Dicke von 0,01 - 4 mm zu entwickeln. Dafür wurden am Fraunhofer IWM in industrienahen Anlagen heteroepitaktische Multilagenbeschichtungen auf Siliziumwafern entwickelt, sodass darauf ein Wachstum von einkristallinen Diamantschichten möglich wird. Bei Diamond Materials wurden die eigenen Diamantreaktoren erweitert um spezielle Prozesse zur großflächigen und homogenen Bekeimung der beschichteten Substratoberfläche zu ermöglichen. Ferner wurde ein Diamantwachstumsprozess entwickelt, der polykristallines Wachstum unterdrückt und die gewünschte einkristalline Kristallorientierung bevorzugt wird.