Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» создали алмазные пластины с добавлением бора для силовой электроники будущего
Фото: пресс-служба Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ»
«Наш научный коллектив занимается характеризацией чистых алмазных подложек, легированных бором. Они являются основой для прототипов относительно простых, но весьма эффективных электронных устройств – диодов Шоттки, которые будут характеризоваться высокой надежностью, большим напряжением пробоя, рекордно высокой теплопроводностью и увеличенным сроком службы», — отметил один из авторов разработки, профессор кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Василий Зубков.
По данным специалистов, сегодня в электронике используются такие полупроводниковые материалы, как кремний, германий, арсенид галлия и его соединения. Несмотря на широкое применение, каждый из них имеет свои недостатки, ограничивающие использование в определенных областях.
Разработка метода производства электронных компонентов на основе алмаза проводится учеными СПбГЭТУ «ЛЭТИ» совместно с индустриальными партнерами.
В этой связи актуальной задачей является поиск новых материалов, способных выдерживать работу в таких экстремальных условиях, как космос, радиоактивные среды, подводные условия, высокогорные и полярные регионы.
Одним из перспективных материалов является химически чистый алмаз. Несмотря на то, что сам по себе он относится к диэлектрикам, благодаря возможности внедрения высокой концентрации легирующих элементов, данный материал становится полупроводником. Особый интерес вызывают алмазные кристаллы с примесью бора, которые рассматриваются как основа для устройств опто- и микроэлектроники нового поколения.
Ученые выращивают объемные кристаллы алмаза специальным методом, имитирующим природные условия, при которых алмазы образуются в земной коре. Графит (углерод) помещают в камеру, где создаются высокое давление, порядка 5–6 ГПа, и высокая температура, около 1300–1600 градусов Цельсия. Под воздействием давления и температур углерод превращается в алмазный кристалл в течение 20 дней. Легирование осуществляется в процессе роста алмаза. Затем получившийся кристалл с помощью лазерной техники нарезается на пластины, которые служат основой для выращивания других полупроводниковых структур и размещения различных электронных компонентов.