8 jul. 2013
2 minuten
Een nieuwe metode om dunne films te maken van diamant zou van nut kunnen zijn voor toekomstige elektronica. In de industrie en in de hightech-sector worden diamanten gewaardeerd om hun hardheid, optische helderheid, gladheid en bestendigheid tegen chemicaliën, straling en elektriasche velden.
Voor gebruik in de elektronica (bijvoorbeeld in MEMS en biosensoren) wordt diamant gedoteerd om het geleidend te maken; daarvoor wordt de halfgeleider boron gebruikt in het productieproces van diamant. Vroeger was het een uitdaging om elektronische componenten te voorzien van diamantachtige kwaliteiten, door het aanbrengen van een gedoteerde diamantcoating of een dunne film. Het probleem zat hem in de daarvoor vereiste hoge temperaturen, die de gevoelige elektronica zouden vernietigen.
In een artikel in Applied Physics Letters paper, beschrijft een researchteam van Advanced Diamond Technologies Inc. in Romeoville, Illinois, het vervaardigen van dunne films boron-gedoteerde diamant bij temperaturen tussen 460 en 600°C, waarbij coating van diverse elektronicacomponenten mogelijk is zonder schade.
Kwaliteit
Hoewel lagetemperatuurdepositie van zulke diamantfilms in principe niet nieuw is, kon het team in de literatuur geen bewijs vinden dat zulke films kwalitatief voldoende zouden zijn en commercieel kunnen worden geproduceerd. Door het fijnregelen van hun eigen boron-doteringsrecept bij normale temperatuur, door de temperatuur te verlagen en de verhouding tussen methaan- en waterstofgas aan te passen, kregen ze een film van hoge kwaliteit zonder merkbare verslechtering in geleiding of gladheid, vergeleken met diamantfilms die zijn gemaakt bij hogere temperatuur.
De onderzoekers zeggen dat er meer studie nodig is – en meer gegevsns – om de mogelijkheden bij lage temperaturen beter te begrijpen. Maar toch verwachten ze dat het door het optimaliseren van het recept mogelijk zal zijn om met boron gedoteerde dune diamantfilms zelfs aan te brengen bij temperaturen van minder dan 400 °C.
"Hoe lager de depositietemperatuur is, hoe meer toepassingen van elektronische componenten zo kunnen worden bewerkt", zegt Hongjun Zeng van Advanced Diamond Technologies. "Dat zal het aantal mogelijkheden voor dunne, gladde, geleidende diamantcoatings verder doen toenemen".
Het artikel, "Low Temperature Boron Doped Diamond" van Hongjun Zeng, Prabhu U. Arumugam, Shabnam Siddiqui, en John A. Carlisle is gepubliceerd in het tijdschrift Applied Physics Letters, http://dx.doi.org/10.1063/1.4809671
Anderen lazen ook
