为了开发英寸级金刚石加工技术,采用热丝化学气相沉积(CVD)技术在镶嵌单晶金刚石片上生长了硼掺杂层,与微波等离子体(MWP)CVD相比,该技术在沉积面积方面具有优势。研究了水平方向和垂直方向的均匀性。研究发现,镶嵌晶片中单晶金刚石畴的结以及晶体对结的偏角对杂质浓度均匀性的影响较小。另一方面,来自灯丝的W的过量掺入抑制了B的生长和掺入。研究表明,毫米尺度或更精确地控制晶圆和灯丝的排列能够获得更均匀和有效的掺杂。
该工作通过使用镶嵌单晶金刚石晶片研究了 HFCVD 层中杂质浓度的水平和垂直均匀性。发现镶嵌晶片中单晶金刚石的接合处及其对晶体偏角的方向对浓度的均匀性不太有效。靠近灯丝的情况下B的浓度较高,但灯丝正下方的区域具有相对抑制的浓度。数值模拟表明灯丝附近的温度分布存在一定的不均匀性,小于MWP。从与相应的 B 浓度和气相温度分布的反比关系来看,该结果意味着 W 的过量掺入抑制了 B 的生长和掺入。
文献信息:
Hideaki Yamada,Takehiro Shimaoka
Study of horizontal and vertical uniformity of B-doped layer on mosaic single crystal diamond wafers by using hot-filament chemical vapor deposition
Functional Diamond
https://doi.org/10.1080/26941112.2022.2068972