Chemical vapor deposition of homoepitaxial diamond films

Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science

Volumn 203, Issue 13, 2006, Pages 3324-3357

  Teraji, Tokuyuki ^a  

^a NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GROWTH RATE; HALL MOBILITY; HIGH POWER DENSITY CONDITION; HOMOEPITAXIAL DIAMOND;

CRYSTAL ORIENTATION; EPITAXIAL GROWTH; HALL EFFECT; PLASMA ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION;

DIAMOND FILMS;

EID: 33750533963     PISSN: 18626300     EISSN: 18626319     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/pssa.200671408     Document Type: Review

References (113)

1. S. Koizumi, K. Watanabe, M. Hasegawa, and H. Kanda, Science 292, 1899 (2001).
2. T. Teraji, S. Yoshizaki, H. Wada, M. Hamada, and T. Ito, Diam. Relat. Mater. 13, 858 (2004).
3. A. Balducci, M. Marinelli, E. Milani, M. E. Morgada, G. Pucella, A. Tucciarone, G. Verona-Rinati, M. Angelone, and M. Pillon, Appl. Phys. Lett. 86, 213507 (2005).
4. A. T. Collins and E. C. Lightowlers, in: The Properties of Diamond, edited by J. E. Field (Academic Press, London, 1979).
5. S. Matsumoto, Y. Sato, M. Tsutsumi, and N. Setaka, J. Mater. Sci. 17, 3106 (1982).
6. M. Kamo, Y. Sato, S. Matsumoto, and N. Setaka, J. Cryst. Growth 62, 642 (1983).
7. K. Kobashi, Diamond Films: Chemical Vapor Deposition for Oriented and Heteroepitaxial Growth (Elsevier, Amsterdam, 2005).
8. N. Setaka, in: Synthetic Diamond Emerging CVD Science and Technology, edited by K. E. Spear and J. P. Dismukes (John Wiley & Sons, New York, 1994).
9. K. Suzuki, A. Sawabe, H. Yasuda, and T. Inuzuka, Appl. Phys. Lett. 50, 728 (1987).
10. S. Koizumi, T. Murakami, T. Inuzuka, and K. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 57, 563 (1990).
11. K. Ohtsuka, H. Fukuda, K. Suzuki, and A. Sawabe, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L1214 (1997).
12. R. A. Weimer, T. P. Thorpe, K. A. Snail, and C. E. Merzbacher, Appl. Phys. Lett. 67, 1839 (1995).
13. S. Takeuchi, M. Murakawa, and K. Komaki, Surf. Coat. Technol. 169/170, 277 (2003).
14. K. Kobashi, Y. Nishibayashi, Y. Yokota, Y. Ando, T. Tachibana, N. Kawakami, K. Hayashi, K. Inoue, K. Meguro, H. Imai, H. Furuta, T. Hirao, K. Oura, Y. Gotoh, H. Nakahara, H. Tsuji, J. Ishikawa, F. A. Koeck, R. J. Nemanich, T. Sakai, N. Sakuma, and H. Yoshida, Diam. Relat. Mater. 12, 233 (2003).
15. http://www.sekitech.biz/product/DiamondCVD/MicroCVD/index.html.
16. http://www.aixtron.com.
17. M. Kamo, H. Yurimoto, and Y. Sato, Appl. Surf. Sci. 33/34, 553 (1988).
18. C. J. Chu, M. P. D'Evelyn, R. H. Hauge, and J. L. Margrave, J. Appl. Phys. 70, 1695 (1991).
19. D. Behr, J. Wagner, C. Wild, and P. Koidl, Appl. Phys. Lett. 63, 3005 (1993).
20. K. Hayashi, S. Yamanaka, H. Okushi, and K. Kajimura, Appl. Phys. Lett. 68, 1220 (1996).
21. T. Teraji, S. Mitani, C. L. Wang, and T. Ito, J. Cryst. Growth 235, 287 (2002).
22. M. N. Gamo, K. P. Low, I. Sakaguchi, T. Takami, I. Kusunoki, and T. Ando, J. Vac. Sci. Technol. A 17, 2991 (1999).
23. T. Takami, I. Kusunoki, M. N. Gamo, and T. Ando, J. Vac. Sci. Technol. B 18, 1198 (2000).
24. S. Koizumi, T. Teraji, and H. Kanda, Diam. Relat. Mater. 9, 935 (2000).
25. C. J. Chu, R. H. Hauge, J. L. Margrave, and M. P. D'Evelyn, Appl. Phys. Lett. 61, 1393 (1992).
26. T. Tsuno, H. Shiomi, Y. Kumazawa, S. Shikata, and S. Akai, Jpn. J. Appl. Phys. 35, 4724 (1996).
27. D. Takeuchi, H. Watanabe, S. Yamanaka, H. Okushi, and K. Kajimura, phys. stat. sol. (a) 174, 101 (1999).
28. M. Kasu and N. Kobayashi, Diam. Relat. Mater. 12, 413 (2003).
29. S. G. Ri, H. Yoshida, S. Yamanaka, H. Watanabe, D. Takeuchi, and H. Okushi, J. Cryst. Growth 235, 300 (2002).
30. Y. Sato and M. Kamo, in: The Properties of Natural and Synthetic Diamond, edited by J. E. Field (Academic, London, 1992).
31. S. G. Ri, H. Kato, M. Ogura, H. Watanabe, T. Makino, S. Yamasaki, and H. Okushi, Diam. Relat. Mater. 14, 1964 (2005).
32. C. Wild, R. Kohl, N. Herres, W. Müller-Sebert, and P. Koidl, Diam. Relat. Mater. 3, 373 (1994).
33. S. G. Ri, C. E. Nebel, D. Takeuchi, B. Rezek, N. Tokuda, S. Yamasaki, and H. Okushi, Diam. Relat. Mater. 15, 692 (2006).
34. Y. Ando, T. Tachibana, and K. Kobashi, Diam. Relat. Mater. 10, 312 (2001).
35. M. P. D'Evelyn, J. D. Graham, and L. R. Martin, Diam. Relat. Mater. 10, 1627 (2001).
36. T. Tsuno, T. Tomikawa, S. Shikata, and N. Fujimori, J. Appl. Phys. 75, 1526 (1994).
37. N. Lee and A. Badzian, Appl. Phys. Lett. 66, 2203 (1995).
38. D. Takeuchi, H. Watanabe, S. Yamanaka, H. Okushi, and K. Kajimura, Diam. Relat. Mater. 9, 231 (2000).
39. T. Tsuno, T. Imai, and N. Fujimori, Jpn. J. Appl. Phys. 33, 4039 (1994).
40. T. Bauer, M. Schreck, H. Sternschulte, and B. Stritzker, Diam. Relat. Mater. 14, 266 (2005).
41. M. Hamada, T. Teraji, and T. Ito, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L216 (2005).
42. D. Takeuchi, H. Watanabe, S. Yamanaka, H. Okushi, H. Sawada, H. Ichinose, T. Sekiguchi, and K. Kajimura, Phys. Rev. 863, 245328 (2001).
43. T. Teraji, S. Yoshizaki, S. Mitani, T. Watanabe, and T. Ito, J. Appl. Phys. 96, 7300 (2004).
44. T. Teraji, S. Mitani, and T. Ito, phys. stat. sol. (a) 198, 395 (2003).
45. C. L. Wang, M. Irie, and T. Ito, Diam. Relat. Mater. 9, 1650 (2000).
46. A. Tallaire, J. Achard, F. Silva, R. S. Sussmann, A. Gicquel, and E. Rzepke, phys. stat. sol. (a) 201, 2419 (2004).
47. S. Yamanaka, D. Takeuchi, H. Watanabe, H. Okushi, and K. Kajimura, Diam. Relat. Mater. 9, 956 (2000).
48. S. Yamanaka, H. Watanabe, S. Masai, S. Kawata, K. Hayashi, D. Takeuchi, H. Okushi, and K. Kajimura, J. Appl. Phys. 84, 6095 (1998).
49. H. Watanabe and H. Okushi, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L835 (2000).
50. H. Watanabe, D. Takeuchi, S. Yamanaka, H. Okushi, K. Kajimura, and T. Sekiguchi, Diam. Relat. Mater. 8, 1272 (1999).
51. D. Takeuchi, S. Yamanaka, H. Watanabe, S. Sawada, H. Ichinose, H. Okushi, and K. Kajimura, Diam. Relat. Mater. 8, 1046 (1999).
52. H. Shiomi, K. Tanabe, Y. Nishibayashi, and N. Fujimori, Jpn. J. Appl. Phys. 29, 34 (1990).
53. H. Kiyota, E. Matsushima, K. Sato, H. Okushi, T. Ando, J. Tanaka, M. Kamo, and Y. Sato, Diam. Relat. Mater. 6, 1753 (1997).
54. M. Kamo, T. Ando, Y. Sato, M. Bando, and J. Ishikawa, Diam. Relat. Mater, 1, 104 (1992).
55. M. Frenklach and H. Wang, Phys. Rev. B 43, 1520 (1991).
56. K. E. Spear and M. Frenklash, in: Synthetic Diamond Emerging CVD Science and Technology, edited by K. E. Spear and J. P. Dismukes (John Wiley & Sons, New York, 1994).
57. H. Maeda, K. Ohtsubo, M. Irie, N. Ohya, K. Kusakabe, and S. Morooka, J. Mater. Res. 10, 3115 (1995).
58. I. Sakaguchi, M. N. Gamo, K. P. Loh, H. Haneda, and T. Ando, J. Appl. Phys. 86, 1306 (1999).
59. J. E. Buttler and D. G. Godwin, in: Properties, Growth and Applications of Diamond, edited by M. H. Nazare and A. J. Neves (Inspec/IEE, London, 2001).
60. H. Tamura, H. Zhou, Y. Hirano, S. Takami, M. Kubo, R. V. Belosludov, A. Miyamoto, A. Imamura, M. N. Gamo, and T. Ando, Phys. Rev. B 62, 16995 (2000).
61. T. Tsuno, T. Imai, Y. Nishibayashi, K. Hamada, and N. Fujimori, Jpn. J. Appl. Phys. 30, 1063 (1991).
62. E. Sevillano, in: Low Pressure Synthetic diamond: Manufacturing and Applications, edited by B. Dischler and C. Wild (Springer-Verlag, Heidelberg, 1998).
63. S. J. Harris, A. M. Weiner, and T. A. Perry, J. Appl. Phys. 70, 1385 (1991).
64. N. Fujimori, T. Imai, and A. Doi, Vacuum 36, 99 (1986).
65. H. Okushi, Diam. Relat. Mater. 10, 281 (2001).
66. L. F. Sutcu, C. J. Chu, M. S. Thompson, R. H. Hauge, J. L. Margrave, and M. P. D'Evelyn, J. Appl. Phys. 70, 1695 (1991).
67. T. Takami, K. Suzuki, I. Kusunoki, I, Sakaguchi, M. Nishitani-Gamo, and T. Ando, Diam. Relat. Mater. 8, 701 (1999).
68. H. Kawarada, H. Sasaki, and A. Sato, Phys. Rev. B 52, 11351 (1995).
69. R. E. Rawles, W. G. Morris, and M. P. D'Evelyn, Appl. Phys. Lett. 69, 4032 (1996).
70. A. Tajani, M. Mermoux, B. Marcus, E. Bustarret, E. Gheeraert, and S. Koizumi, phys. stat. sol. (a) 199, 87 (2003).
71. S. Koizumi, M. Kamo, Y. Sato, H. Ozaki, and T. Inuzuka, Appl. Phys. Lett. 71, 1065 (1997).
72. I. Sakaguchi, M. N. Gamo, K. P. Loh, H. Haneda, and T. Ando, Diam. Relat. Mater. 8, 1291 (1999).
73. M. Frenklach and S. Skokov, J. Phys. Chem. B 101, 3025 (1997).
74. S. P. Mehandru and A. B. Anderson, J. Mater. Res. 5, 2286 (1990).
75. S. J. Harris and D. G. Goodwin, J. Phys. Chem. 97, 23 (1993).
76. M. Yamamoto, T. Teraji, and T. Ito, J. Cryst. Growth 285, 130 (2005).
77. C. Tavares, S. Koizumi, and H. Kanda, phys. stat. sol. (a) 202, 2129 (2005).
78. T. Teraji, K. Arima, H. Wada, and T. Ito, J. Appl. Phys. 96, 5906 (2004).
79. T. Teraji and T. Ito, J. Cryst. Growth 271, 409 (2004).
80. A. Deneuville, in: Thin-film diamond I, Semiconductors and Semimetals Vol. 76, edited by C. E. Nebel and J. Ristein (Elsevier Academic, Amsterdam, 2003).
81. S. Koizumi, in: Thin-film diamond I, Semiconductors and Semimetals Vol. 76, edited by C. E. Nebel and J. Ristein (Elsevier Academic, Amsterdam, 2003).
82. S. Yamanaka, H. Watanabe, S. Masai, D. Takeuchi, H. Okushi, and K. Kajimura, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L1129 (1997).
83. N. Fujimori, H. Nakahata, and T. Imai, Jpn. J. Appl. Phys. 29, 824 (1990).
84. A. Hatta, S. Sonoda, and T. Ito, Diam. Relat. Mater. 8, 1470 (1999).
85. B. A. Fox, M. L. Hartsell, D. M. Malta, H. A. Wynands, C.-T. Kao, L. S. Piano, G. J. Tessmer, R. B. Henard, J. S. Holmes, A. J. Tessmer, and D. L. Dreifus, Diam. Relat. Mater. 4, 622 (1995).
86. J.-P. Lagrange, A. Deneuville, and E. Gheeraert, Diam. Relat. Mater. 7, 1390 (1998).
87. E. A. Ekimov, V. A. Sidorov, E. D. Bauer, N. N. Mel'nik, N. J. Curro, J. D. Thompson, and S. M. Stishov, Nature 428, 542 (2004).
88. E. Bustarret, J. Kacmarcik, C. Marcenat, E. Gheeraert, C. Cytermann, J. Marcus, and T. Klein, Phys. Rev. Lett. 93, 237005 (2004).
89. M. Katagiri, J. Isoya, S. Koizumi, and H. Kanda, Appl. Phys. Lett. 85, 6365 (2004).
90. H. Kato, S. Yamasaki, and H. Okushi, Appl. Phys. Lett. 86, 222111 (2005).
91. J. Isberg, J. Hammersberg, E. Johansson, T. Wikstrom, D. J. Twitchen, A. J. Whitehead, S. E. Coe, and G. A. Scarsbrook, Science 297, 1670 (2002).
92. T. D. Moustakas, in: Synthetic Diamond Emerging CVD Science and Technology, edited by K. E. Spear and J. P. Dismukes (John Wiley & Sons, New York, 1994).
93. D. Leers and H. Lydtin, Diam. Relat. Mater. 1, 1 (1991).
94. C. S. Yan, Y. K. Vohra, H. K. Mao, and R. J. Hemley, Proc. Natl. Acad. Sci. 99, 12523 (2002).
95. A. Chayahara, Y. Mokuno, Y. Horino, Y. Takasu, H. Kato, H. Yoshikawa, and N. Fujimori, Diam. Relat. Mater. 13, 1954 (2004).
96. J. Achard, A. Tallaire, R. Sussmann, F. Silva, and A. Gicquel, J. Cryst. Growth 284, 396 (2005).
97. J. Y. Zhang, P. F. Wang, S. J. Ding, D. W. Zhang, J. T. Wang, and Z. J. Liu, Thin Solid Films 368, 266 (2000).
98. H. Sternschulte, T. Bauer, M. Schreck, and B. Stritzker, Diam. Relat. Mater. 15, 542 (2006).
99. T. Teraji, M. Hamada, H. Wada, M. Yamamoto, and T. Ito, Diam. Relat. Mater. 14, 1747 (2005).
100. L. Fayette, M. Mermoux, and B. Marcus, Diam. Relat. Mater. 3, 480 (1994).
101. Y. S. Park, S. H. Kim, S. K. Jung, M. N. Shinn, J.-W. Lee, S. K. Hong, and J. Y. Lee, Mater. Sci. Eng. A 209, 414 (1996).
102. A. Tallaire, J. Achard, F. Silva, and A. Gicquel, phys. stat. sol. (a) 202, 2059 (2005).
103. T. Teraji, M. Hamada, H. Wada, M. Yamamoto, K. Arima, and T. Ito, Diam. Relat. Mater. 14, 255 (2005).
104. A. M. Zaitsev, Optical Properties of Diamond: A Data Handbook (Springer, Berlin, 2001).
105. F. K. de Theije, J. J. Schermer, and W. J. P. van Enckevort, Diam. Relat. Mater. 9, 1439 (2000).
106. T. Teraji, H. Wada, M. Yamamoto, K. Arima, and T. Ito, Diam. Relat. Mater. 15, 602 (2006).
107. D. Takeuchi, S. Yamanaka, H. Watanabe, and H. Okushi, phys. stat. sol. (a) 186, 269 (2001).
108. T. Tsubota, T. Fukui, T. Saito, K. Kusakabe, S. Morooka, and H. Maeda, Diam. Relat. Mater. 9, 1362 (2000).
109. A. Tallaire, J. Achard, F. Silva, R. S. Sussmann, and A. Gicquel, Diam. Relat. Mater. 14, 1743 (2005).
110. O. D. Gryse and K. D. Corte, Antwerp Facets, Nov. 14 (2005).
111. Y. Mokuno, A. Chayahara, Y. Soda, H. Yamada, Y. Horino, and N. Fujimori, Diam. Relat. Mater. 15, 455 (2006).
112. A. Tallaire, A. T. Collins, D. Charles, J. Achard, R. Sussmann, A. Gicquel, M. E. Newton, A. M. Edmonds, and R. J. Cruddace, Diam. Relat. Mater, (in press).
113. Y. Mokuno, A. Chayahara, Y. Soda, Y. Horino, and N. Fujimori, Diam. Relat. Mater. 14, 1743 (2005).