РУС ENG
 
Interactive Corporation — японская торговая компания, основанная в 1993 году, поставляет высокотехнологичное научное и промышленное оборудование ведущих японских, европейских и американских производителей.
 
Interactive Corporation — авторизованный торговый агент компаний: JEOL Ltd., Oxford Instruments, Gatan, Ulvac-Riko, Nikon Instech, Yamazaki Mazak.
Авторизованный дилер JEOL Ltd в России и странах СНГ

*Оборудование и технология изготовления алмазных и алмазоподобных пленок методом плазмохимического газофазного осаждения

*Оборудование и технология изготовления алмазных и алмазоподобных пленок методом плазмохимического газофазного осаждения

*Оборудование и технология изготовления алмазных и алмазоподобных пленок методом плазмохимического газофазного осаждения

С. А. Иванов, глава Московского представительства компании «Интерактив Корпорэйшн», официального представителя фирмы Seki-Technotron, производителя систем выращивания алмазных пленок методом газофазного плазмохимического осаждения.

(публикуется с сокращениями) 

 

1. Введение

 

Издавна алмазы привлекают внимание людей не только как ювелирные украшения, но и как материал, интересующий многих ученых. У некоторых слово «алмаз» вызывает образ самоцветного драгоценного камня, ассоциирующегося с богатством и торжественными приемами. Для ученых же алмазы являются притягательными из-за того, что они обладают широким диапазоном предельных свойств.

 

Как показано ниже, по большинству критериев алмаз является «самым большим и лучшим», поскольку он – самый твердый из известных материалов, имеет самый низкий коэффициент термического расширения, химически инертен и износоустойчив, обладает низким коэффициентом трения, высокой удельной теплопроводностью, является диэлектриком и оптически прозрачным от ультрафиолета (УФ) до далекого инфракрасного (ИК).

 

Неудивительно, что алмазы уже нашли себя во многих разнообразных приложениях, включая, конечно, использование их как в качестве драгоценных камней, так и в качестве теплоотводов, абразивных материалов и вкладышей, либо износостойких покрытий для режущих инструментов. Эти многочисленные уникальные свойства алмазов очевидным образом дают возможность предположить наличие у них многих других потенциальных приложений в качестве технического материала, но прогресс в осуществлении многих подобных идей долгое время был затруднен сравнительным дефицитом естественных алмазов.

 

Это обусловило длительный поиск способов лабораторного синтеза алмазов. Коммерческий синтез так называемых «промышленных алмазов» был осуществлен более 30 лет назад с использованием методов высокотемпературного синтеза при высоких давлениях (ВСВД), в которых кристаллизация алмаза проходит из углеродо-насыщенного металла при давлениях ~50–100 кбар и температуре ~1800–2300 K.

 

Некоторые из известных свойств алмазов:

 

  • Предельная механическая твердость (~90 ГПа).
  • Это один их самых прочных материалов с наивысшим объемным модулем (1,2 x 1012 Н/м2) и наименьшим коэффициентом сжатия (8,3 x 10-13 м2/Н).
  • Наивысшее значение теплопроводности при комнатной температуре (2 x 103 Вт/м/K).
  • Коэффициент теплового расширения (КТР) при комнатной температуре (0,8 x 10-6 K) сравним с КТР инвара.
  • Широкая полоса пропускания оптического излучения от глубокого УФ до далекого ИК.
  • Это хороший электрический изолятор (диэлектрик) (удельное сопротивление ~1016 Ом·см при комнатной температуре).
  • При легировании алмаза его удельное сопротивление может изменяться в широком интервале от 10 до 106 Ом·см, что превращает его в широкозонный полупроводник с шириной запрещенной зоны 5,4 эВ.
  • Имеет высокие химические антикоррозионные свойства.
  • Является биологически совместимым.
  • Проявляет низкое или «отрицательное» электронное сродство.

 

Интерес к алмазам во всем мире еще более возрос благодаря тому современному открытию, что возможно выращивать поликристаллические алмазные пленки, или алмазные покрытия с помощью весьма разнообразных методов химического газофазного осаждения (ГФО/CVD), используя в качестве технологических газов нечто столь в малой степени экзотическое, как газ углеводородов (обычно, метан) при избытке водорода. Такие CVD-алмазы могут демонстрировать механические, трибологические и даже электронные свойства, сравнимые со свойствами природных алмазов.

 

В настоящее время имеется большой оптимизм относительно возможности разработки методов CVD массового применения, представляющих собой жизнеспособную альтернативу традиционным ВДВТ-методам при создании алмазных абразивов и радиаторов микросхем. А возможность покрытия больших поверхностных площадей сплошной алмазной пленкой откроет целые новые горизонты потенциальных областей применения CVD-методов.

 

2. Процесс химического газофазного осаждения (CVD-процесс)

 

Процесс химического газофазного осаждения, как это вытекает из его названия, включает химическую реакцию в газовой фазе, происходящую над поверхностью твердой подложки, в результате которой происходит осаждение конечного продукта реакции на поверхность данной подложки. Все CVD-методы для создания алмазных пленок требуют способа активации углеродсодержащих молекул исходного продукта реакции. В число этих методов входят термический (например, с горячей проволокой) либо плазменный метод (плазма тлеющего разряда, высокочастотная плазма, СВЧ-плазма) или применение плазменного горения (оксиацетилен, либо плазменные горелки). На рис. 1 показаны два таких наиболее популярных экспериментальных метода и приводятся некоторые типичные рабочие условия.

 

Примеры двух наиболее общих типов CVD-реакторов низкого давления   

 

Рис. 1 Примеры двух наиболее общих типов CVD-реакторов низкого давления

 

Поскольку каждый метод отличается в деталях, все они делятся по общим признакам. Например, рост алмазной пленки (а не осаждение других, не столь четко определенных, форм углерода) обычно требует, чтобы подложка поддерживалась при температуре в диапазоне 1000–1400 K и чтобы исходный газ был разбавлен при избытке водорода.

 

Получающиеся в результате пленки являются поликристаллическими с чувствительной к точным условиям роста морфологией (см. далее). Скорости роста для различных процессов осаждения могут значительно варьироваться. Более высокие скорости роста могут быть обычно достигнуты только за счет соответствующей потери качества пленки. "Качество" здесь понимается как субъективный фактор. Оно рассматривается как некоторая мера, связанная с отношением количества sp3-связанного углерода (алмаза) к количеству sp2-связанного углерода (графита) в образце, составом образца (например, содержанием связей C-C по отношению к количеству C-H-связей) и его кристалличностью. Вообще, методы осаждения алмазных покрытий путем сжигания углеводородов характеризуются высокими скоростями роста пленки (обычно 100–1000 мкм/ч), но пленка при этом зачастую растет только в очень малых локальных областях и при плохом контроле процесса осаждения, что приводит к получению низкокачественных алмазных пленок.

 

Напротив, осаждение алмазных пленок методами горячей проволоки или плазмохимическим газофазным осаждением имеет намного более медленные скорости роста (0,1–10 мкм/ч), но таким путем получают пленки высокого качества. Один из больших вопросов, стоящих перед исследователями в CVD-алмазной технологии, заключается в необходимости увеличения скоростей роста до экономически рентабельных значений (сотен микрон в час или даже единиц миллиметров в час) без ухудшения качества пленки. В этом направлении был достигнут некоторый прогресс путем применения реакторов с осаждением пленок в СВЧ-плазме, поскольку было обнаружено, что производительность процесса осаждения находится примерно в линейной зависимости от прикладываемой мощности СВЧ-генератора.

 

В настоящее время типичная номинальная мощность для СВЧ-плазменного реактора составляет около 5 кВт. Ожидается, что следующее поколение таких реакторов будет иметь номинальные мощности до 50–80 кВт. Это дает намного более реалистическую производительность осаждения алмазной пленки, но себестоимость процесса при этом, разумеется, возрастает. Термодинамически, графит, а не алмаз, является устойчивой формой твердого углерода при комнатной температуре и атмосферном давлении. Тот факт, что алмазные пленки могут быть сформированы CVD-методами, неразрывно связан с присутствием водородных атомов, которые образуются в результате «активации» газообразного водорода либо термически, либо в результате бомбардировки электронами. Эти атомы водорода, как полагают, играют решающее значение в процессе плазмохимического осаждения алмазных пленок:

 

  • Атомы водорода являются причиной реакций расщепления устойчивых молекул углеводорода в газовой фазе, в результате которых образуются высокореактивные углеродсодержащие радикальные фракции. Это важно, поскольку устойчивые молекулы углеводорода не вступают в реакцию, инициирующую рост алмазной пленки. Реактивные радикалы, особенно метил, CH3, могут диффундировать к поверхности подложки и вступать в реакцию, образуя C-C связи, необходимые для наращивания решетки алмаза.
  • Атомы водорода завершают «оборванные» связи углерода на растущей поверхности алмазной пленки и предотвращают их от образования поперечных связей, приводящих к созданию графитоподобной поверхности.
  • Атомы водорода травят как алмаз, так и графит, но при типичных условиях роста пленок в плазмохимическом реакторе скорость роста алмазной пленки превышает скорость травления, в то время как для других форм углерода (графита, например) все происходит с точностью до наоборот. Это, как полагают, является основой для предпочтительного осаждения не графита, а алмаза.

 

Одной из основных задач, привлекающей к себе большое внимание, является исследование механизма гетероэпитаксиального роста, то есть начальные стадии осаждения, во время которых алмаз зарождается на неалмазных подложках. Несколько экспериментов показали, что "предварительная абразивная обработка" неалмазных подложек снижает время начала зарождения зерен алмаза и увеличивает плотность мест зародышеобразования. Это неизбежно вызывает повышение скоростей роста алмаза, поскольку образование сплошной алмазной пленки – это по существу процесс кристаллизации, который происходит через зарождение зародышей, сопровождаемое трехмерным ростом многочисленных микрокристаллитов вплоть до того момента, когда они в конечном счете соединяются в сплошную пленку (см. рис. 2).

  

Образование алмазов в виде отдельных микрокристаллов

 

Рис. 2 Алмазы первоначально образуются в виде отдельных микрокристалловкоторые постепенно растут, пока не соединяются в непрерывную пленку. На данном изображении, полученном в растровом электронном микроскопе, показаны небольшие алмазные кристаллы, зародившиеся на поверхности Ni.

  

Процесс абразивной обработки обычно проводится путем полировки подложки абразивной пастой (как правило, алмазным порошком с размерами частиц в порошке 0,1–10 мкм), либо механически, либо с ультразвуковым возбуждением. Вне зависимости от используемого способа абразивной обработки, необходимость создания дефектов на поверхности перед осаждением алмазной пленки таким плохо заданным способом может воспрепятствовать использованию CVD-метода осаждения алмаза в ряде приложений, например, в электронной промышленности (см. далее), где геометрия элементов микросхемы зачастую имеет субмикронные размеры.

 

Эта проблема привела к поиску более управляемых методов усиления зародышеобразования, например, с применением ионной бомбардировки. Данный метод часто применяется в СВЧ-ростовом реакторе: простое приложение отрицательного смещения в несколько сотен вольт к подложке позволяет ионам (i) производить бомбардировку поверхности, (ii) внедряться в решетку и (iii) формировать промежуточный слой карбида (см. далее).

 

3. Выращивание алмазных пленок плазмохимическим методом

 

Поверхностная морфология пленки, полученная в процессе ее CVD-роста, сильно зависит от соотношения компонентов газовой смеси и температуры подложки. При «медленных» условиях роста – низком парциальном давлении метана CH4, и низкой температуре подложки – получается микрокристаллическая пленка с наиболее ярко выраженными треугольными гранями наряду с хорошо заметными двойниковыми границами (см. рис. 3). При возрастании относительной концентрации CH4 в исходной газовой смеси либо при увеличении температуры подложки начинают преобладать грани зерен, имеющие как квадратную, так и прямоугольную форму. Поперечное сечение такой микрокристаллической пленки показывает, что рост имеет преимущественно столбчатый характер (рис. 4). При еще более высоких парциальных давлениях CH4 кристаллическая морфология совсем исчезает и начинает расти пленка показанного на рис. 5 типа, представляющая собой совокупность нанокристаллов алмаза и разупорядоченного графита.

 

Типичный вид микрокристаллической СVD-алмазной пленки на кремнии 

Рис. 3 Типичный вид микрокристаллической СVD-алмазной пленки на кремнии. Данная пленка является поликристаллической с появлением двойникования и многочисленных кристаллических дефектов.

 
 
Поперечный срез алмазной пленки 

Рис. 4 Поперечный срез алмазной пленки толщиной 6,7 мкм на кремниевой подложке, демонстрирующий столбчатую природу роста пленки.

 

Нанокристаллическая пленка 

Рис. 5 Нанокристаллическая пленка, на которой наблюдается т.н. морфология «цветной капусты», типичная для алмазной пленки, выращенной при высоких (>2 %) концентрациях метана. Эта пленка имеет намного более гладкую поверхность, чем микрокристаллическая пленка, но ее механические и электрические свойства не являются предельными.

 

Очевидно, что кристаллическая морфология CVD-алмазных пленок имеет особо важное значение в тех случаях, когда пленка изготавливается для конкретных возможных применений. Пленка, подобная той, что показана на рис. 3, может использоваться в качестве чисто абразивного покрытия, но большинство применений алмазных пленок относится к оптике, в частности, к устройствам для отвода тепла, и микроэлектронные устройства требуют, чтобы поверхность пленок была по возможности более гладкой. Можно предвидеть по крайней мере два способа достижения этой цели: либо исследователь должен определить условия роста, которые естественным образом приводят к образованию гладких пленок, либо оптимизировать способы «полировки» поверхностных неровностей пленки, полученной в том виде, в каком она растет. Обе концепции в настоящее время являются объектами интенсивной программы исследований.

 

При использовании техники, названной «зародышеобразованием при смещении подложки», при которой во время СВЧ-осаждения алмазной пленки между подложкой и плазмой прикладывается смещение -100, возможно выращивать алмазные пленки, демонстрирующие некоторую степень корреляции с кристаллической ориентацией кремниевой подложки. Эта процедура дает возможность выращивать «ориентированные» или «текстурированные» пленки, в которых алмазные кристаллиты растут преимущественно вдоль направления (100). Это дает возможность приблизиться к окончательной цели эпитаксиального роста монокристаллических алмазных пленок, необходимых для высококачественной электроники.

 

4. Текущие и перспективные применения алмазных пленок

 

Насколько же все усилия исследователей в данной области приводят к коммерческому внедрению инноваций? Постепенно начинает выявляться большое количество областей применения синтетических CVD-алмазов.

 

Материалы для теплоотводов. Природный алмаз имеет удельную теплопроводность примерно в четыре раза больше, чем у меди, являясь при этом диэлектриком. Поэтому, к нашему небольшому удивлению, CVD-алмаз в настоящее время позиционируется на рынке как материал для теплоотводов лазерных диодов и для небольших СВЧ интегральных схем.

 

Естественная экстраполяция этого применения состоит в изготовлении микросхем с большим быстродействием, так как активные устройства, установленные на алмазной подложке, могут лучше корпусироваться без их перегрева. Также можно ожидать возрастания надежности, поскольку температура теплового перехода при установке микросхемы на алмазной подложке будет более низкой.

 

Режущие инструменты. CVD-алмазы также находят применение в качестве абразива или покрытия на вставках режущего инструмента. Различный режущий и сверлильный инструмент типа буровых головок, разверток, зенковок с синтетическими СVD-алмазными покрытиями и т.д. теперь является коммерчески доступным для механической обработки цветных* металлов, пластмасс и композиционных материалов. Начальные испытания показали, что инструменты с CVD-алмазными покрытиями имеют более длинный срок службы, обеспечивают большую скорость резания и лучшую чистовую обработку, чем обычные твердосплавные вставки из карбида вольфрама.

 

*) Фраза «цветные металлы» здесь выделена, так как она напоминает нам об одной из самых больших альтернатив в применении алмазных пленочных технологий: либо алмазная пленка выступает в качестве износостойкого покрытия, либо в качестве чистого абразива. В любом из применений, где важную роль играет трение, покрытый алмазом вставной резец нагреется, и в случае обработки стали (будь это подложка алмазной пленки либо обрабатываемая стальная деталь) алмазное покрытие в конечном счете вступит в реакцию со сталью и растворится в ней. В настоящее время ведутся интенсивные программы исследований с целью создания соответствующих материалов для барьерного слоя, позволяющих наносить алмазные покрытия на железные и стальные детали машин.

 

Износостойкие покрытия. В обоих предыдущих применениях CVD-алмазы выполняют задачу, которая могла бы быть выполнена одинаково хорошо и с использованием природных алмазов, если не принимать в расчет экономические соображения. Однако имеется много других приложений, как рыночных, так и околорыночных, в которых CVD-алмазное покрытие предлагает полностью новые возможности. Износоустойчивые покрытия являются одним из таких применений. Способность предохранять механические части с помощью сверхтвердых покрытий, например, в коробке передач, двигателе, и трансмиссии, может позволить сильно увеличить сроки службы узлов при пониженном расходе смазки.

 

Оптика. Из-за своих оптических свойств алмаз начинает находить применение в оптических узлах, особенно в качестве защитного покрытия для инфракрасной (ИК) оптики в неблагоприятных условиях окружающей среды. Большинство ИК-окон в настоящее время изготавливается из материалов типа ZnS, ZnSe, и Ge, которые, обладая превосходными ИК-характеристиками пропускания, имеют недостаток в виде их повышенной хрупкости и легкости повреждения. Тонкий защитный барьер из CVD-алмазной пленки может служить решением этой проблемы, хотя более вероятно, что в будущем ИК-окна будут целиком состоять из алмазных пленок, которые будут изготавливаться до нескольких миллиметров в толщину с использованием улучшенных высокоскоростных методов выращивания.

 

Тем не менее, основным вопросом при использовании поликристаллических CVD-алмазных пленок для оптики является плоскостность их поверхности, так как шероховатая поверхность вызывает ослабление и рассеяние пропускаемого ИК-сигнала с последующей потерей разрешения изображения. Следовательно, здесь имеется интерес к методам сглаживания поверхности алмазной пленки, о которых было очень кратко упомянуто ранее.

 

Электронные устройства. Возможность легирования алмаза путем введения в него примесей и, таким образом, изменения его свойств из диэлектрика в полупроводник открывает целый ряд потенциальных применений алмазных пленок в электронике. Однако имеется множество серьезных проблем, требующих решения для создания электронных схем на базе алмазных пленок. Принципиальным здесь является тот факт, что CVD-алмазные пленки являются поликристаллическими и, следовательно, содержат границы зерен, двойники, дефекты упаковки и другие дефекты, которые понижают срок службы и подвижность носителей. Уже демонстрировались активные устройства, изготовленные с использованием гомоэпитаксиально выращенных алмазных пленок на подложках из природных или синтетических алмазов, но до настоящего времени не имелось никаких подтвержденных отчетов об успешном выращивании гетероэпитаксиальных алмазных пленок приборного качества на неалмазных подложках. Это обстоятельство остается основным лимитирующим фактором в разработке микроэлектронных устройств на алмазных пленках. Тем не менее, степень влияния границ зерен и дефектов на электронные носители в самых лучших поликристаллических алмазных пленках подлежит определению и ясно, что это все еще не исключает нахождения способа изготовления активных алмазных устройств.

 

Другой большой проблемой, препятствующей потенциальной алмазной электронике, является трудность в легировании алмаза примесями n-типа. Введение примесей р-типа – задача относительно простая, так как добавка к газовой смеси нескольких процентов B2H6 в CVD-процессе – это все, что требуется, чтобы включить B в решетку алмаза. Однако плотная упаковка и жесткость алмазной решетки делает введение примесей с большим диаметром атомов, чем диаметр атомов углерода, очень трудной задачей. Это означает, что те легирующие примеси, которые обычно используется в качестве n-лигандов в кремнии (типа P или As), не могут легко применяться для алмаза, поэтому исследуется вариант использования в качестве легирующей примеси лития (Li).

 

Еще одна проблема, которая должна быть решена для создания электронных приборов на алмазных пленках – способность изготавливать из алмазных пленок шаблоны с элементами микронных либо даже субмикронных размеров. Для этой цели может применяться сухое травление с использованием плазмы O2, но скорости травления в этом случае малы, а процедура формирования маски усложнена. В качестве альтернативы могут применяться другие методы, включающие лазерную абляцию либо селективное зародышеобразование алмазных зерен. Существуют многочисленные варианты последнего процесса, но все они включают попытку маскировки некоторых участков подложки для обеспечения селективного роста алмазной пленки только в требуемых областях.

 

Типичная схема такого процесса состоит в следующем. Подложка кремния покрывается тонким слоем SiO2, на котором с помощью стандартной фотолитографической техники и методов сухого травления экспонированных участков кремниевой подложки формируется заданный шаблон. Затем такая подложка подвергается ультразвуковой абразивной обработке, после чего окисный слой удаляется в HF. Наконец, на ней выращивают CVD-алмаз, причем зародышеобразование происходит преимущественно на участках, подвергнутых воздействию абразивной обработки, а не на необработанных областях, которые были скрыты маской.

 

Если на алмаз в вакууме подается отрицательное смещение, то вследствие его электронных свойств с его поверхности начинают эмиттировать электроны. Этот процесс сходен с аналогичным процессом в большинстве металлов за исключением того, что в металлах электрон, покидая поверхность, должен преодолеть энергетический барьер, или работу выхода. Было обнаружено, что в алмазе этот барьер очень мал и, возможно, даже является отрицательным, что обусловило возникновение термина «отрицательное электронное сродство». На практике это означает, что у устройств, основанных на свойствах электронной эмиссии алмаза, значения потребляемой мощности могли бы быть очень низкими, а значит, такие устройства могли бы быть чрезвычайно эффективными. Электроны, эмиттирующие с поверхности, затем ускоряются путем использования положительно смещенной сетки и ударяют в мишень.

 

Материал мишени обуслаливает тип требуемого прибора. Если мишень – это люминофорный экран, то в тех местах люминофора, где в него ударят электроны, будет испускаться свет, то есть получится основа для плоского экрана. Каждый эмиттирующий кристалл алмаза либо группа кристаллов будут создавать «пиксель» (элемент изображения) на экране. В отличие от своих больших конкурентов (жидких кристаллических дисплеев), дисплей с алмазными холодноэмиссионными полевыми катодами мог бы иметь более высокую яркость и больший угол обзора и, что наиболее важно, обладать способностью наращивания размеров до больших экранов (возможно, имеющих метровые размеры!). В случае же если материалом мишени является проводник, способный производить сбор тока, то можно создать эмиссионное устройство как основу сверхбыстрого коммутатора тока, таким образом предлагая возможность создания более быстродействующих компьютеров.

 

Композиционные материалы. Другая интересная новая разработка в алмазной технологии – возможность осаждения CVD-алмазных пленок на внешние поверхности металлических проводов или неметаллических волокон (см. рис. 6). У волокон с алмазным покрытием были зафиксированы значения модуля упругости, близкие к значениям, ожидаемым для алмаза, что делает такие волокна чрезвычайно жесткими для их веса. Если скорости роста смогут достичь коммерчески выгодных уровней, такие алмазные волокна смогут использоваться в качестве армирующих компонентов в металлических матричных композитах, давая возможность создания более прочных, более жестких и более легких элементов несущих конструкций, производящихся, например, для космических применений.

  

Покрытая алмазом вольфрамовая проволока
 

Рис. 6 Покрытая алмазом вольфрамовая проволока. Металлическая сердцевина имеет диаметр 125 мкм при толщине алмазного покрытия приблизительно 40 мкм.

 

Кроме того, вытравливание металлической сердцевины покрытой алмазом проволоки с использованием соответствующих химических реагентов дает возможность изготавливать цельноалмазные трубки или полые алмазные волокна. Они также имеют потенциальной областью применения повышение прочности несущих конструкций, так как подобные пустотелые алмазные трубки могут выступать в качестве трубопроводов для подачи наполнителей, хладагентов, или сенсоров, помещенных в упрочненный корпус. Двумерные плетеные покрытия или сплетения покрытых алмазом волокон также были предложены в качестве упрочняющих элементов.

 

5. Заключение

 

Несмотря на то, что большинство научных исследований в области CVD-алмазной технологии было осуществлено лишь в пределах последних пятнадцати лет, некоторые из ее наболее очевидных приложений, вроде режущих инструментов и алмазных теплоотводов, уже доведены до коммерческой степени готовности и вышли на рынок. При наблюдающемся в наши дни стремительном ускорении прогресса пройдет совсем немного времени, прежде чем эта, пока еще делающая свои первые шаги, технология начнет вносить существенный вклад во многие области современной жизни. Однако прежде, чем это случится, необходимо решить несколько проблем. Должны быть увеличены скорости роста пленок (на один или даже несколько порядков величины) без соответствующей потери качества пленки. Температуры осаждения должны быть доведены до нескольких сотен градусов, что позволит применять в качестве подложек, на которые осаждается алмазная пленка, материалы с низкой точкой плавления. Также необходимо более полное понимание процесса зародышеобразования алмазных зерен, которое могло бы привести к устранению плохо управляемых стадий предварительной абразивной обработки подложки. Размеры подложек должны быть увеличены, опять же, без потери качества пленки или ее однородности. Для электронных применений настоятельно необходимы алмазные монокристаллические пленки, а также достоверные методы создания шаблонов и контролируемого внесения легирующих примесей n- и p-типа. В настоящее время во всем мире выполняется огромное количество работ, посвященных решению этих проблем, и прогресс наблюдается практически каждый день. Если такая тенденция сохранится, будущее CVD-алмазов выглядит действительно ярким.

 

P.S. Оборудование для реализации этого метода (система для плазмохимического газофазного роста алмазных плёнок AX5200 S-ECR) представлено в разделе "Оборудование для получения новых материалов".

 

Литература

 

1. M.N.R. Ashfold, P.W. May, C.A. Rego and N.M. Everitt, Chem. Soc. Rev., 23 (1994) 21, and in Synthetic Diamond: Emerging CVD Science and Technology, Edited by K.E. Spear and J.P. Dismukes (Wiley, 1994).

2. P.W. May, "Diamond Thin Films: A 21st Century Material" Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 358 (2000) 473-495.

3. Phys. Stat. Sol (a) 201, No. 4, R25, 2004.

4. ‘Diamond Nanocrystals’, T. Sharda and S. Bhattacharya, Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology (Am. Sc. Publishers, Ca., USA), 2003.

5. Paul W. May, «CVD Diamond - a new Technology for the Future», Endeavour Magazine 19(3), (1995) pp 101-106.


Московское представительство компании Interactive Corporation
115191 Россия, Москва, ул. Большая Тульская, д.10, стр. 2, офис 222
тел/факс: +7 (495) 748 20 07, +7 (495) 737 51 68, e-mail: iac@microanalysis.ru