Синтез CVD-алмаза детекторного качества для радиационно-стойких детекторов ионизирующего излучения

摘要

Сообщается о первом опыте создания в ?Проектном центре ИТЭР" на усовершенствованном СВЧ плазменном реакторе ARDIS-300 гомоэпитаксиальных структур посредством CVD-синтеза пленок монокристаллического алмаза. Методом осаждения из газовой фазы в смесях метан—водород в реакторе с СВЧ плазмой получены эпитаксиальные алмазные пленки высокого качества на легированных бором монокристаллических подложках алмаза. Структурное и примесное совершенство пленок охарактеризовано с применением спектроскопии комбинационного рассеяния света, фотолюминесценции и оптического поглощения. На пленках толщиной 70—80μт, выращенных на подложках с проводимостью р-типа и концентрацией бора ~ 100 ррт, служащих контактом, созданы прототипы радиационных детекторов,измерены их чувствительность и амплитудные спектры в потоках альфа-частиц и нейтронов с энергией 5.5 и 14.7MeV соответственно. Показано, что при облучении альфа-частицами и нейтронами эффективность сбора заряда в синтезированном алмазе при приложенном поле ~ 4V/μm достигает 94 и 91 соответственно.