Dopage au bore du diamant par diffusion thermique à partir de nano-membranes de silicium fortement dopé

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Dans cet article, en partant d’une nano-membrane de silicium (SiNM) fortement dopé et reportée sur un film de diamant naturel, la démonstration de dopage au bore par diffusion thermique est faite (cf figure 1a). Le succès d’un tel dopage est attribué à la bonne liaison obtenue entre le diamant et la SiNM liée à la très faible épaisseur de cette dernière qui permet ainsi un dopage du diamant par échange de lacune entre ces deux matériaux. Les dopages obtenus sont de quelques 1019 cm-3 et le profil de dopage obtenu après 40 minutes de recuit sont présentés sur la Figure 1b. Tout comme l’implantation ionique, cette technique permet la réalisation de dopages localisés mais présente l’avantage de ne pas générer de défauts associés à l’énergie des ions. A partir de cet échantillon dopé, des diodes présentant un facteur d’idéalité de 1,3 et des densités de courant de 0,07 A/cm² à +5V ce qui reste malgré tout en dessous des caractéristiques obtenues sur des diodes Schottky diamant classiques. Néanmoins il s’agit ici d’un premier essai et ces résultats ouvrent des perspectives intéressantes en particulier si la technique peut être étendue au dopage de type n.

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(a) procédé de dopage au bore du diamant par diffusion thermique à partir d’une nanomembrane Si fortement dopée et reportée sur le diamant. (b) Profils de concentration en bore après diffusion, déterminés par SIMS et mesures C-V. Reproduced from Journal of Applied Physics 119, 205703 (2016), with the permission of AIP Publishing.