单晶金刚石的热扩散硼掺杂
材料科学
2016-06-22 v1
摘要
单晶金刚石（SCD）具有最佳的综合电学与热学性能，是一种极端的宽禁带材料，有望在未来革新功率电子和射频电子。然而，将 SCD 转变为有用的半导体需要克服掺杂挑战，因为传统的替代式掺杂技术（如热扩散和离子注入）不易应用于 SCD。本文报道了一种简单且易实现的掺杂策略，表明以重掺杂 Si 纳米膜作为独特的掺杂剂承载介质，通过相对低温下的热扩散，可以在 SCD 中实现电激活的、替代式掺杂，且不诱发石墨化转变或晶格损伤。原子尺度模拟阐明了在 Si 与金刚石的键合界面处发生的空位交换硼掺杂机制。我们进一步展示了使用此种掺杂 SCD 制备的选择性掺杂高压二极管和半波整流电路。我们的新掺杂策略为未来将 SCD 用于高压功率转换系统及其他新型金刚石基电子器件铺平了道路。该新颖掺杂机制也可能在其他宽禁带半导体中发挥关键作用。
引用
@article{arxiv.1603.01307,
title = {Thermal Diffusion Boron Doping of Single-Crystal Diamond},
author = {Jung-Hun Seo and Henry Wu and Solomon Mikael and Hongyi Mi and James P. Blanchard and Giri Venkataramanan and Weidong Zhou and Sarah Gong and Dane Morgan and Zhenqiang Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.01307},
year = {2016}
}