СТЕПЕНЬ КОМПЕНСАЦИИ АКЦЕПТОРОВ В ЛЕГИРОВАННОМ БОРОМ HPHT АЛМАЗЕ В РАЗНЫХ СЕКТОРАХ РОСТА
Аннотация
Создание элементов силовой алмазной электроники, рассчитанных на высокий интегральный ток, требует использования активных подложек с низким электрическим сопротивлением и низким содержанием дефектов кристаллической решетки. Наиболее перспективным материалом для создания таких подложек является легированный бором алмаз, выращенный методом температурного градиента при высоком давлении и температуре. Неполная ионизация акцепторных центров в алмазе при комнатной температуре приводит к тому, что степень компенсации данных центров оказывает значительное влияние на концентрацию свободных носителей в материале, а, следовательно, и на его проводимость. В данной работе исследовались температурные зависимости электропроводности и эффекта Холла среднелегированного бором алмаза в разных секторах роста кристалла. Показано, что степень компенсации в секторе роста {111} на 2-3 порядка выше по сравнению с секторами {001} и {311}. В связи с этим электропроводность секторов {001} и {311} оказалась в ~25 раз выше, чем в секторе {111}, при том, что общая концентрация бора в секторе {111} примерно в 10 раз выше. Таким образом, вероятность образования донорных центров в секторах {001} и {311} более чем в 100 раз ниже по сравнению с сектором {111}. Полученные результаты говорят о том, что наиболее перспективным с точки зрения создания электронных устройств являются пластины, вырезанные из секторов {001} и {311}, при условии достижения достаточно высокой концентрации бора и сохранения низкой концентрации доноров.
Для цитирования:
Приходько Д.Д., Тимошенко В.О., Тарелкин С.А., Кузнецов М.С., Лупарев Н.В., Бланк В.Д. Степень компенсации акцепторов в легированном бором HPHT алмазе в разных секторах роста. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 10. С. 38-43. DOI: 10.6060/ivkkt.20236610.7y.
Литература
Umezawa H. // Mater. Sci. Semicond. Proc. 2018. V. 78. P. 147–156. DOI: 10.1016/j.mssp.2018.01.007.
Araujo D., Suzuki M., Lloret F., Alba G., Villar P. // Materials. 2021. V. 14. P. 7081. DOI: 10.3390/ma14227081.
Shikata S. // Diamond Relat. Mater. 2016. V. 65. P. 168–175. DOI: 10.1016/j.diamond.2016.03.013.
Buga S.G., Galkin A.S., Kuznetsov M.S., Kornilov N.V., Luparev N.V., Prikhodko D.D., Tarelkin S.A., Blank V.D. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 11. P. 27-33 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226511.7y.
Matsumoto T., Mukose T., Makino T., Takeuchi D., Yamasaki S., Inokuma T., Tokuda N. // Diamond Relat. Ma-ter. 2017. V. 75. P. 152–154. DOI: 10.1016/j.diamond.2017.03.018.
Blank V.D., Bormashov V.S., Tarelkin S.A., Buga S.G., Kuznetsov M.S., Teteruk D.V., Kornilov N.V., Terentiev S.A., Volkov A.P. // Diamond Relat. Mater. 2015. V 5. P. 32–36. DOI: 10.1016/j.diamond.2015.01.005.
Rouger N., Maréchal A. // Energies. 2019. V. 12. P. 2387. DOI: 10.3390/en12122387.
Umezawa H., Kato Y., Shikata S. // Appl. Phys. Expr. 2013. V. 6. P. 011302. DOI: 10.7567/APEX.6.011302.
Ichikawa K., Shimaoka T., Kato Y., Koizumi S., Teraji T. // J. of Appl. Phys. 2020. V. 128. P. 155302. DOI: 10.1063/5.0021076.
Kono S., Teraji T., Kodama H., Sawabe A. // Diamond Relat. Mater. 2015. V. 59. P. 54–61. DOI: 10.1016/j.diamond.2015.09.006.
Tarelkin S., Bormashov V., Korostylev E., Troschiev S., Teteruk D., Golovanov A., Volkov A., Kornilov N., Kuz-netsov M., Prikhodko D., Buga S. // Physica Status Solidi (a). 2016. V. 213. N 9. P. 2492-2497. DOI: 10.1002/pssa.201533060.
Pavlov S.G., Prikhodko D.D., Tarelkin S.A., Bormashov V.S., Abrosimov N.V., Kuznetsov M.S., Terentiev S.A., Nosukhin S.A., Troschiev S.Yu., Blank V.D., Hübers H.-W. // Phys. Rev. B. 2021. V. 104. P. 155201. DOI: 10.1103/PhysRevB.104.155201.
Barjon J., Chikoidze E., Jomard F., Dumont Y., Pinault-Thaury M.-A., Issaoui R., Brinza O., Achard J., Silva F. // Phys. Sat. Sol. (a). 2012. V. 209. P. 1750–1753. DOI: 10.1002/pssa.201200136.
Shvyd’ko Y., Stoupin S., Blank V., Terentyev S. // Nature Photonics. 2011. V. 5. P. 539–542. DOI: 10.1038/nphoton.2011.197.
Shvyd’ko Y., Blank V., Terentyev S. // MRS Bull. 2017. V. 42. P. 437–444. DOI: 10.1557/mrs.2017.119.
Khmelnitsky R.A., Talipov N.Kh., Chucheva G.V. Synthetic diamond for electronics and optics. Moscow: ZAO "Izd-vo IKAR". 2017. 227 p. (in Russian)
Blank V.D., Kuznetsov M.S., Nosukhin S.A., Terentiev S.A., Denisov V.N. // Diamond Relat. Mater. 2007. V. 16. P. 800–804. DOI: 10.1016/j.diamond.2006.12.010.
Sadovoy V., Blank V., Teteruk D., Terentiev S., Kornilov N. // J. Surf. Investigat.: X-Ray, Synch. and Neutron Techn. 2017. V. 11. P. 1101–1107. DOI: 10.1134/S1027451017050366.
Prikhodko D.D., Pavlov S.G., Tarelkin S.A., Bormashov V.S., Kuznetsov M.S., Terentiev S.A., Nosukhin S.A., Troschiev S.Yu., Hübers H.-W., Blank V.D. // Phys. Rev. B. 2020. V. 102. P. 155204. DOI: 10.1103/PhysRevB.102.155204.
Pernot J., Volpe P.N., Omnès F., Muret P., Teraji T. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 205203. DOI: 10.1103/PhysRevB.81.205203.
Farrer R.G. // Solid State Commun. 1969. V. 7. P. 685–688. DOI: 10.1016/0038-1098(69)90593-6.
