Ионно-лучевая модификация алмаза
|
Ионно-лучевая модификация алмаза Р.А.Хмельницкий, В.А.Дравин, С.Д.Ткаченко, А.С.Трушин Ионная имплантация была и остается основным методом легирования алмаза, поскольку диффузия примесей в алмазе пренебрежимо мала, а легирование в процессе выращивания в общем не вполне освоено и, кроме того, не удовлетворяет условиям локальности, предъявляемым большинством технологических маршрутов. Поскольку при ионной имплантации в кристалл вносятся радиационные дефекты в количестве многократно (примерно в 100 раз) превосходящем количество имплантированных примесных атомов, необходима дополнительная обработка материала для устранения радиационного повреждения. В случае алмаза при этом возникают специфические трудности, связанные с тем, что алмаз представляет собой метастабильную фазу кристаллического углерода. При достаточно сильном разупорядочении ионно-имплантированные слои алмаза кристаллизуются с образованием графита (стабильной фазы). Такая графитизация, несомненно осложняющая технологию ионной имплантации, может быть использована “во благо” для создания в алмазе проводящих (в том числе погруженных) слоев. Это открывает новые возможности для конструирования элементов электроники на основе, по существу, алмаз-графитовых гетероструктур, включающих изолирующие, полупроводниковые и проводящие графитовые слои. Исследованиями последних лет установлены условия формирования и определены характеристики графитовых слоев, возникающих в ионно-имплантированном алмазе в результате трансформации разупорядоченной метастабильной фазы углерода (алмаз) в стабильную (графит). Выявлены особенности процессов графитизации, стимулированной имплантацией различных ионов (H, D, He). В кристаллах алмаза, содержащих имплантированный водород, обнаружено явление блистеринга, т.е. образование макроскопических полостей, заполненных водородом.
Снятая в проходящем свете, фотография части образца, имплантированного H+,
|