RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2015

 / 

Февраль

←  →

Обзоры актуальных проблем


Перспективы выращивания монокристаллического алмаза большого размера


Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация

Уникальные свойства алмаза стимулировали исследования и поиски его применений во многих областях, в том числе в оптике, оптоэлектронике, электронике, биологии и электрохимии. Методом парофазного химического осаждения можно выращивать поликристаллические алмазные пластины диаметром более 200 мм. Для большинства применений алмаза в современной технологии требуются монокристаллические алмазные подложки или плёнки больших размеров (25 мм и более), пригодные для фотолитографического процесса. До сих пор размер остаётся главной проблемой, поскольку в настоящее время доступны кристаллы алмаза размером не более 10 мм. В обзоре рассмотрены три перспективных способа изготовления монокристаллического алмаза большого размера: выращивание монокристалла большого объёма, осаждение гетероэпитаксиальных алмазных плёнок на монокристаллических подложках, изготовление составных алмазных подложек.

Текст pdf (1,6 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0185.201502b.0143
Ключевые слова: монокристаллический алмаз, парофазное химическое осаждение, эпитаксия
PACS: 68.55.A−, 81.05.ug, 81.10.−h, 82.33.Ya (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0185.201502b.0143
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2015/2/b/
000353946800002
2-s2.0-84928982423
2015PhyU...58..134K
Цитата: Хмельницкий Р А "Перспективы выращивания монокристаллического алмаза большого размера" УФН 185 143–159 (2015)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 16 апреля 2014, доработана: 18 июня 2014, 24 июня 2014

English citation: Khmelnitskii R A “Prospects for the synthesis of large single-crystal diamonds” Phys. Usp. 58 134–149 (2015); DOI: 10.3367/UFNe.0185.201502b.0143

Список литературы (132) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (49) Похожие статьи (20)

  1. Field J E (Ed.) The Properties of Diamond (London: Academic Press, 1979)
  2. Koizumi S, Nebel C, Nesladek M (Eds) Physics and Applications of CVD Diamond (Weinheim: Wiley-VCH Verlag, 2008)
  3. Balmer R S et al. J. Phys. Condens. Matter 21 364221 (2009)
  4. Вавилов В С, Гиппиус А А, Конорова Е А Электрические и оптические процессы в алмазе (М.: Наука, 1985)
  5. Railkar T A et al. Critical Rev. Solid State Mater. Sci. 25 163 (2000)
  6. Sussmann R S (Ed.) CVD Diamond for Electronic Devices and Sensors (Chichester: J. Wiley, 2009)
  7. Kohn E, Denisenko A Thin Solid Films 515 4333 (2007)
  8. Ekimov E A et al. Nature 428 542 (2004)
  9. Kim E et al. Appl. Phys. Lett. 101 082410 (2012)
  10. Mildren R P, Rabeau J R (Eds) Optical Engineering of Diamond (Weinheim: Wiley-VCH, 2013)
  11. Hausmann B J M et al. Phys. Status Solidi A 209 1619 (2012)
  12. Bayn I et al. Diamond Relat. Mater. 20 937 (2011)
  13. Olivero P et al. Adv. Mater. 17 2427 (2005)
  14. Liao M et al. Diamond Relat. Mater. 24 69 (2012)
  15. Stacey A et al. Adv. Mater. 24 3333 (2012)
  16. Hird J R, Field J E Proc. R. Soc. Lond. A 460 3547 (2004)
  17. Schuelke T, Grotjohn T A Diamond Relat. Mater. 32 17 (2013)
  18. Friel I Diamond Relat. Mater. 18 808 (2009)
  19. Лейпунский О И Успехи химии 8 1519 (1939)
  20. Bundy F P et al. Carbon 34 141 (1996)
  21. Bundy F P et al. Nature 176 51 (1955)
  22. Wentorf R H (Jr.) J. Phys. Chem. 75 1833 (1971)
  23. Sumiya H, Toda N, Satoh S J. Cryst. Growth 237 - 239 1281 (2002)
  24. Sumiya H, Toda N, Satoh S SEI Tech. Rev. 60 10 (2005)
  25. Pal'yanov Yu N et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 448 179 (2000)
  26. Silva F et al. Diamond Relat. Mater. 18 683 (2009)
  27. Burns R C et al. Diamond Relat. Mater. 8 1433 (1999)
  28. Sumiya H et al. Jpn. J. Appl. Phys. 51 090102 (2012)
  29. Pehrsson P E, Celii F G, Butler J E Diamond Films and Coatings (Ed. R F Davis) (Park Ridge, NJ: Noyes Publ., 1993) p. 68
  30. Derjaguin B V et al. J. Cryst. Growth 2 3804 (1968)
  31. Spitsyn B V, Bouilov L L, Derjaguin B V J. Cryst. Growth 52 219 (1981)
  32. Matsumoto S et al. Jpn. J. Appl. Phys. 21 183 (1982)
  33. Goodwin D G, Butler J E Theory of Diamond Chemical Vapor Deposition (Eds M A Prelas, G Popovici, L K Bigelow) (New York: M. Dekker, 1998) p. 527
  34. Cheesman A, Harvey J N, Ashfold M N R J. Phys. Chem. A 112 11436 (2008)
  35. Butler J E et al. J. Phys. Condens. Matter 21 364201 (2009)
  36. May P W et al. J. Appl. Phys. 108 014905 (2010)
  37. Skokov S, Weiner B, Frenklach M J. Phys. Chem. 98 7073 (1994)
  38. Butler J E, Woodin R L Philos. Trans. R. Soc. A 342 209 (1993)
  39. D'Evelyn M P, Graham J D, MartL R Diamond Relat. Mater. 10 1627 (2001)
  40. Eaton-Magana S, D'Haenens-Johansson U F S Gems Gemology (Summer) 124 (2012)
  41. Hiramatsu M et al. Jpn. J. Appl. Phys. 46 303 (2007)
  42. Mankelevich Yu A, Ma P W Diamond Relat. Mater. 17 1021 (2008)
  43. Silva F et al. J. Phys. Condens. Matter 21 364202 (2009)
  44. Zuo S S et al. Diamond Relat. Mater. 17 300 (2008)
  45. Muchnikov A B et al. Diamond Relat. Mater. 19 432 (2010)
  46. Hemawan K W et al. Diamond Relat. Mater. 19 1446 (2010)
  47. Weng J et al. Diamond Relat. Mater. 30 15 (2012)
  48. Yamada H et al. Diamond Relat. Mater. 17 1062 (2008)
  49. Nebel C E, Ristein J (Eds) Thin-Film Diamond I. Semiconductors and Semimetals (Semiconductors and Semimetals Ser.) Vol. 76 (Amsterdam: Elsevier, 2004)
  50. Kobashi K Diamond Films. Chemical Vapor Deposition for Oriented and Heteroepitaxial Growth (Amsterdam: Elsevier, 2005)
  51. Nazare M H, Neves A J (Eds) Properties, Growth and Application of Diamond (London: Inst. of Engineering and Technology, 2001)
  52. Brillas E, Martinez-Huitle C A (Eds) Synthetic Diamond Films. Preparation, Electrochemistry, Characterization, and Applications (Hoboken, NJ: John Wiley and Sons, 2011)
  53. Teraji T Phys. Status Solidi A 203 3324 (2006)
  54. Tallaire A et al. C. R. Physique 14 169 (2013)
  55. Takeuchi D et al. Phys. Rev. B 63 245328 (2001)
  56. Tallaire A et al. Diamond Relat. Mater. 33 71 (2013)
  57. Bauer T et al. Diamond Relat. Mater. 14 266 (2005)
  58. Butler J E, Oleynik I Phil. Trans. R. Soc. A 366 295 (2008)
  59. Meng Y et al. Phys. Status Solidi A 209 101 (2012)
  60. Silva F et al. J. Cryst. Growth 310 187 (2008)
  61. Silva F et al. Diamond Relat. Mater. 17 1067 (2008)
  62. Hartman P, Perdok W G Acta Cryst. 8 521 (1955)
  63. Giling L J, Van Enckevort W J P Surf. Sci. 161 567 (1985)
  64. Stekolnikov A A, Bechstedt F Phys. Rev. B 72 125326 (2005)
  65. Burns R C et al. J. Cryst. Growth 104 257 (1990)
  66. Liu L, Edgar J H Mater. Sci. Eng. R 37 61 (2002)
  67. Pashley D W "A historical review of epitaxy" Epitaxial Growth Pt. A (Ed. J W Matthews) (New York: Academic Press, 1975) p. 1
  68. Jiang X et al. Studies of Heteroepitaxial Nucleation and Growth of Diamond on Silicon (Electrochemical Soc. Proc.) Vol. 95-4 (Eds K K Ravi, J P Dismukes) (Pennigton, NJ: The Electrochemical Soc., 1995) p. 50
  69. Yoshimoto M et al. Nature 398 340 (1999)
  70. Liu W et al. J. Appl. Phys. 78 1291 (1995)
  71. Tachibana T et al. Diamond Relat. Mater. 6 266 (1997)
  72. Wolter S D et al. Appl. Phys. Lett. 66 2810 (1995)
  73. Suzuki T, Yagi M, Shibuki K Advances in New Diamond Science and Technology (Eds S Saito et al.) (Tokyo: MYU, 1994) p. 271
  74. Argoitia A et al. J. Appl. Phys. 73 4305 (1993)
  75. Tucker D A et al. Surf. Sci. 334 179 (1995)
  76. Bauer T et al. Phys. Status Solidi A 199 19 (2003)
  77. Koizumi S et al. Appl. Phys. Lett. 57 563 (1990)
  78. Inuzuka T, Koizumi S, Suzuki K Diamond Relat. Mater. 1 175 (1992)
  79. Koizumi S, Inuzuka T Jpn. J. Appl. Phys. 32 3920 (1993)
  80. Zhang X W et al. Nature Mater. 2 312 (2003)
  81. Stoner B R, Glass J T Appl. Phys. Lett. 60 698 (1992)
  82. Kawarada H et al. J. Appl. Phys. 81 3490 (1997)
  83. Suzuki T, Argoita A Phys. Status Solidi A 154 239 (1996)
  84. Wolter S D et al. Appl. Phys. Lett. 62 1251 (1993)
  85. Jia C L, Urban K, Jiang X Phys. Rev. B 52 5164 (1995)
  86. Jiang X, Jia C L Appl. Phys. Lett. 67 1197 (1995)
  87. Jiang X, Klages C P Phys. Status Solidi A 154 175 (1996)
  88. Sato Y et al. Philos. Trans. R. Soc. London A 342 225 (1993)
  89. Zhu W, Yang P C, Glass J T Appl. Phys. Lett. 63 1640 (1993)
  90. Yang P C et al. J. Mater. Res. 13 1120 (1998)
  91. Hartsell M L, Plano L S J. Mater. Res. 9 921 (1994)
  92. Ohtsuka K et al. Jpn. J. Appl. Phys. 35 1702 (1996)
  93. Ohtsuka K et al. Jpn. J. Appl. Phys. 36 1214 (1997)
  94. Schreck M, Roll H, Stritzker B Appl. Phys. Lett. 74 650 (1999)
  95. Tsubota T et al. Diamond Relat. Mater. 9 1380 (2000)
  96. Kono S et al. New Diamond Front. Carbon Technol. 15 363 (2005)
  97. Golding B, Bednarski-Meinke C, Dai Z Diamond Relat. Mater. 13 545 (2004)
  98. Gsell S et al. Diamond Relat. Mater. 16 665 (2007)
  99. Brescia R et al. Diamond Relat. Mater. 17 1045 (2008)
  100. Schreck M et al. Appl. Phys. Lett. 78 192 (2001)
  101. van der Drift A Philips Res. Rep. 22 267 (1967)
  102. Jiang X, Jia C L Appl. Phys. Lett. 69 3902 (1996)
  103. Dai Z et al. Appl. Phys. Lett. 82 3847 (2003)
  104. Gsell S et al. Appl. Phys. Lett. 84 4541 (2004)
  105. Fischer M et al. Diamond Relat. Mater. 17 1035 (2008)
  106. Kohn E et al. New Diamond Front. Carbon Technol. 11 81 (2001)
  107. Ertl S et al. Diamond Relat. Mater. 9 970 (2000)
  108. Achard J et al. Diamond Relat. Mater. 11 423 (2002)
  109. Kawarada H et al. Appl. Phys. Lett. 72 1878 (1998)
  110. Yamada T, Maede J, Sawabe A Jpn. J. Appl. Phys. 38 902 (1999)
  111. Kusakabe K et al. Diamond Relat. Mater. 12 1396 (2003)
  112. Stoner B R et al. Appl. Phys. Lett. 62 2347 (1993)
  113. Stolz A et al. Diamond Relat. Mater. 15 807 (2006)
  114. Geis M W Diamond Relat. Mater. 1 684 (1992)
  115. Janssen G, Giling L J Diamond Relat. Mater. 4 1025 (1995)
  116. Findeling-Dufour C, Gicquel A Thin Solid Films 308 - 309 178 (1997)
  117. Findeling-Dufour C, Gicquel A, Chiron R Diamond Relat. Mater. 7 986 (1998)
  118. Bauer T et al. Diamond Relat. Mater. 14 266 (2005)
  119. Frauenheim T et al. Diamond Relat. Mater. 7 348 (1998)
  120. Geis M W et al. Appl. Phys. Lett. 58 2485 (1991)
  121. Geis M W et al. Diamond Relat. Mater. 4 76 (1994)
  122. Meguro K et al. New Diamond Front. Carbon Technol. 12 125 (2002)
  123. Kobashi K et al. Diamond Relat. Mater. 12 233 (2003)
  124. Parikh N R et al. Appl. Phys. Lett. 61 3124 (1992)
  125. Wang C F et al. J. Vac. Sci. Technol. B 25 730 (2007)
  126. Yamada H et al. Diamond Relat. Mater. 24 29 (2012)
  127. Yamada H et al. Diamond Relat. Mater. 33 27 (2013)
  128. Mokuno Y et al. Diamond Relat. Mater. 19 128 (2010)
  129. Lu W Z et al. Key Eng. Mater. 315 - 316 464 (2006)
  130. Вихарев А Л и др. ФТП 46 274 (2012); Vikharev A L et al. Semiconductors 46 263 (2012)
  131. Pawar M R et al. Int. J. Microcircuits Electron. Pack 19 (3) 316 (1996)
  132. Vivensang C et al. Diamond Relat. Mater. 5 840 (1996)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение