Stress engineering of high-quality single crystal diamond by ELOG

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L’hétéroépitaxie du diamant sur iridium permet aujourd’hui de réaliser des plaquettes de diamant de la taille du centimètre mais d’une qualité structurale encore limitée. Le procédé ELOG (epitaxial lateral over-growth), qui est couramment utilisé dans la filière GaN pour réduire la densité de dislocations,  vient d’être mis en œuvre pour la première fois par des chercheurs américains (Université du Michigan) avec du diamant hétéroépitaxié sur iridium/saphir. Un film continu de diamant de 10 µm d’épaisseur est obtenu avec moins de 108 dislocations/cm2 dans les zones issues de la croissance latérale. Il s’agit d’une nouvelle étape franchie pour l’hétéroépitaxie du diamant sur iridium, qui ouvre des perspectives crédibles d’applications aux détecteurs et en électronique de puissance.

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(a) Schéma en coupe du procédé exploitant la croissance latérale du diamant. (b) Vue de dessus des bandes d’or utilisées pour masquer la couche de diamant hétéroépitaxiée de 500 nm (diamond 1). (c) Image de la surface du film continu de diamant (10 µm) après attaque chimique. Les points noirs correspondent aux dislocations émergeantes dont la densité est inférieure à 108/cm2 dans les zones issues de la croissance latérale. Extrait avec la permission de Applied Physics Letters 108, 052101 (2016). Copyright 2016 AIP.