2022-1 Journal of Advanced Materials and Technologies Journal of Advanced Materials and Technologies 2782-2206 2782-2192 ФГБОУ ВО «ТГГУ» DOI:10.17277/jamt.2022.01.pp.036-045 255 Version of Record О возможных новых методах синтеза δ-слоя алмазного транзистора Alekseyev N. Grigoriev A. Ivanov A. Oreshko I. 2022 1 квартал 2022 года 1 © 2025 Journal of Advanced Materials and Technologies 2022 N. Alekseyev, A. Grigoriev, A. Ivanov, I. Oreshko

Методами квантовой химии получена верхняя оценка активационного барьера Еа, преодолеваемого атомом бора при его адсорбции на сингулярной грани нелегированного алмаза. Этот процесс связан с формированием дырочного δ-слоя, легированного бором в толще нелегированного алмаза и являющегося неотъемлемой частью алмазного транзистора. Найденная оценка величины Еа составила примерно 6…7 эВ. Она соответствует по порядку величины плавающему приэлектродному падению потенциала электрода-подложки относительно стационарной низкотемпературной плазмы при электронной температуре свыше ~ 1 эВ. Между тем в существующей технологии CVD, усиленного высокочастотной плазмой (MWCVD) и используемого для создания легированных бором δ-слоев, источником роста δ-слоя являются высокоэнергетичные ионы бора с энергией в сотни эВ (и даже единицы кэВ), поступающие на подложку из высокочастотной плазмы. Столь высокая энергия ионов бора, набираемая ими на приэлектродном падении напряжения, явно избыточна и приводит как к чрезмерно большой глубине проникновения ионов в алмаз, так и большому разбросу этой глубины. Это снижает качество δ-слоя и эффективность транзистора как целого. Cпецифика высокочастотной плазмы, создаваемой в СВЧ-резонаторе для роста алмаза, допускает реализацию режимов работы установки и роста алмаза как с большими (единицы кэВ), так и малыми (единицы эВ) приэлектродными падениями напряжения. В работе рассматривается возможность переключения между этими двумя режимами. Режим с большим падением реализует быстрый рост нелегированного алмаза, режим с малым падением – δ-слой высокого качества.