Разработка инновационных методов синтеза монокристаллических алмазных полупроводниковых материалов и гетероструктур изолятор-полупроводник-проводник

Алмаз является перспективным материалом для создания детекторов ионизирующих излучений для термоядерных и космических исследований, атомной энергетики, медицины. На основе алмаза может быть разработана элементная база и силовая электроника для работы в условиях повышенной радиации, высоких температур и химически агрессивных сред.Целью НИОКР является разработка инновационных методов синтеза монокристаллических алмазных полупроводниковых материалов для создания детекторов ионизирующих излучений. Основные задачи работы: 1)Разработка и синтезирование экспериментальных образцов монокристаллических алмазных пленок на проводящих алмазных подложках.2) Разработка и создание элементов диагностической системы контроля качества подложек, гомоэпитаксиальных структур и технологических процессов при синтезе алмазных пленок.3)Проектирование и разработка стендового комплекса для контроля технологических процессов синтеза монокристаллического синтетического алмаза.В рамках начального этапа работ по созданию алмазного материала электронного качества в 2020 году будет проведена разработка инновационной технологии синтеза на борированных подложках монокристаллических тонких пленок (гомоэпитаксиальных алмазных структур), изготовление на основе разработанной технологии экспериментальных образцов гомоэпитаксиальных алмазных структур и испытания изготовленных экспериментальных образцов с параметрами: ширина пика комбинационного рассеяния света на частоте 1332 см-1 не более 4 см-1, концентрация азота не более 10^16см-3. В процессе выполнения НИОКР должны быть экспериментально установлены параметры НРНТ подложек и качества поверхности для подготовки к синтезу CVD пленок, определены оптимальная концентрация бора по измеренному минимальному удельному сопротивлению подложки и качество регистрации ионизирующего излучения гомоэпитаксиальных структур с различным содержанием бора в подложке. Должны быть установлены требования к химическим и механическим способам обработки поверхности подложки для обеспечения синтеза монокристаллической пленки электронного качества. Должны быть синтезированы и испытаны экспериментальные образцы монокристаллических алмазных пленок на проводящих алмазных подложках для создания детекторов ионизирующих излучений (содержание по азоту не более 10^16см-3) и обоснованы требования к изготовлению борированных CVD с содержанием бора 10-1000 ppm.За время выполения НИОКР будет завершен пуско-наладочный режим технологического комплекса синтеза монокристаллических алмазных пластин электронного качества и разработан эскизный проект стендового комплекса для контроля технологических процессов синтеза синтетического алмаза.