Elektrické vlastnosti dopovaného diamantu ve vysokém elektrickém poli

Abstract

V této práci byl studován růst diamantových vrstev dopovaných borem a fosforem. Byla vyvinuta nová metoda zahrnující pulzní proudění plynu pro zvýšení inkorporace atomů fosforu do diamantu během procesu růstu. Pomocí této metody byly vypěstovány fosforem dopované polykrystalické diamantové vrstvy na (100) orientovaných Si substrátech s poměrem sp3/sp2 uhlíku nad 75% a s koncentrací fosforu až 7.1 × 1020 cm−3. Epitaxní diamantové vrstvy dopované bórem s koncentrací bóru až 6.3 × 1019 cm−3 byly rovněž vypěstovány na (100) orientovaných diamantových substrátech. Krystalická kvalita vrstev byla posouzena pomocí Ramanovy spektroskopie a jejich koncentrace dopantu byla stanovena optickou emisní spektroskopií a hmotnostní spektroskopií sekundárních iontů. Bylo studováno násobení proudu a záporný diferenciální odpor pozorovaný při vysokém elektrickém poli v borem dopovaných diamantových vrstvách. Kvazistatické proudově-napěťové charakteristiky byly měřeny pomocí nastavení impulsů na přenosové lince s dobou trvání

In this thesis, the growth of boron-doped and phosphorus-doped diamond layers was studied. A novel technique involving intermittent gas flows was developed to increase the incorporation of phosphorus atoms in diamond during the growth. Using this method, polycrystalline phosphorus-doped diamond layers were grown on (100) oriented Si substrates with a sp3/sp2 carbon ration over 75% and a phosphorus concentration up to 7.1 × 1020 cm−3 were grown. Epitaxial boron-doped diamond layers with a boron concentration up to 6.3 × 1019 cm−3 were also grown on (100)