С точки зрения промышленного применения исследователи уже достаточно давно оценили алмазы, благодаря их необычайной твердости, оптической прозрачности, стойкости к воздействию различных химических веществ, различных видов излучений, электрических и магнитных полей. Но, для того, чтобы использовать все вышеперечисленные стороны алмазов в электронике, требуется сделать их токопроводящими, что достигается за счет искусственного легирования алмазов атомами полупроводниковых материалов, в частности, бора.
В процессе получения легированного алмаза нет ничего сложного, гораздо сложнее интегрировать токопроводящие алмазные элементы и тонкопленочное алмазное покрытие в структуру электронных устройств и полупроводниковых чипов. Для этого требуется использование крайне высоких температур, которые разрушают чувствительные к температуре элементы полупроводниковых датчиков, фотонных и оптических компонентов электронных устройств.
Эта ситуация, тормозившая применение легированных алмазов в электронике, сейчас изменилась благодаря работе исследователей группы Advanced Diamond Technologies из Ромеовилля, Иллинойс. В своей публикации на страницах издания Applied Physics Letters они описали разработанный ими технологический процесс нанесения пленок легированных алмазов, который протекает при относительно низких температурах порядка 460-600 градусов по шкале Цельсия.
Следует заметить, что технологии нанесения пленок алмаза, легированных бором, при низких температурах, уже существуют какое-то время. Но новая технология позволяет нанести алмазные покрытия на необходимые области электронных устройств, обеспечивая при этом высокие показатели электропроводности покрытия. И самое главное в новом технологическом процессе является то, что он достаточно прост и недорог, благодаря чему можно всерьез думать об его практическом внедрении и применении.
Ключевым моментом новой технологии легирования алмаза бором и осаждения пленки при низкой температуре является точное соблюдение соотношения метано-водородной смеси в среде которой и протекают все процессы. Постоянное поддержание точной концентрации каждого из газов позволило понизить температуру процесса, при котором на поверхность электронного устройства осаждается высококачественная алмазная пленка без заметных изменений электрической проводимости и гладкости по отношению к алмазным пленкам, осаждаемым при более высоких температурах.
Исследователи сообщили, что им требуется провести еще ряд опытов и экспериментов, которые позволят им собрать дополнительные данные, открывающие все нюансы и возможности низкотемпературного осаждения алмазов. Ожидается, что небольшие изменения уже разработанных технологий позволят осаждать высококачественные алмазные пленки при температурах ниже 400 градусов по шкале Цельсия, что позволит использовать алмазные покрытия в электронных устройствах следующих поколений.
