| 主权项 |
1.一种单结晶钻石,其系藉由CVD制备且具有至少一下述特征:(i)于停止状态时,于50V/m之应用场且于300K测量之电阻R1系大于11012cm;(ii)于该停止状态时之高击穿电极,及于开启状态时之高电流及长的载体寿命期;(iii)于300K时测量之电子移动性(e)系大于2400cm2V-1s-1;(iv)于300K测得之电子洞移动性(h)系大于2100cm2V-1s-1;及(v)于1 V/m之应用场及300K测量之高电荷收集距离系大于150m。2.如申请专利范围第1项之单结晶钻石,其具有于50 V/m之应用场及300K时测量系大于21013cm之电阻。3.如申请专利范围第1项之单结晶钻石,其具有于50 V/m之应用场及300K时测量系大于51014cm之电阻R1。4.如申请专利范围第1项之单结晶钻石,其具有于300K测量之乘积系大于1.510-6cm2V-1,其中系移动性且系电荷载体之寿命。5.如申请专利范围第4项之单结晶钻石,其具有于300K测量之乘积系大于4.010-6cm2V-1。6.如申请专利范围第4项之单结晶钻石,其具有于300K测量之乘积系大于6.010-6cm2V-1。7.如申请专利范围第1项之单结晶钻石,其具有于300K测量之电子移动性(e)系大于3000cm2V-1s-1。8.如申请专利范围第7项之单结晶钻石,其具有于300K测量之电子移动性(e)系大于4000cm2V-1s-1。9.如申请专利范围第1项之单结晶钻石,其具有于300K测量之电子洞移动性系大于2500cm2V-1s-1。10.如申请专利范围第9项之单结晶钻石,其具有于300K测量之电子洞移动性系大于3000cm2V-1s-1。11.如申请专利范围第1项之单结晶钻石,其具有于300K测量之收集距离系大于400m。12.如申请专利范围第11项之单结晶钻石,其具有于300K测量之收集距离系大于600m。13.如申请专利范围第1项之单结晶钻石,其具有特征(i)、(ii)、(iii)、(iv)及(v)之每一者。14.一种制备如前述申请专利范围之任一项之单结晶钻石之方法,其包含以下步骤:提供具实质上无结晶缺失之表面之钻石基材;提供来源气体;解离该来源气体;及使同外延钻石于含有少于300份/十亿之氮之氛园内在实质上无结晶缺失之该表面上生长。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该基材系低双折射Ia或IIb型之天然、Ib或IIa型之高压/高温合成之钻石。16.如申请专利范围第14项之方法,其中该基材系CVD合成之单结晶钻石。17.如申请专利范围第14至16项之任一项之方法,其中于其上发生钻石生长之表面系具有低于5103/mm2之与缺失有关之表面蚀刻破坏密度。18.如申请专利范围第14至16项之任一项之方法,其中于其上发生钻石生长之表面系具有低于102/mm2之与缺失有关之表面蚀刻破坏密度。19.如申请专利范围第14项之方法,其中于其上发生钻石生长之表面系接受电浆蚀刻以使于钻石生长前该表面之表面受损达最小。20.如申请专利范围第19项之方法,其中该电浆蚀刻系于原位之蚀刻。21.如申请专利范围第19或20项之方法,其中该电浆蚀刻系使用含有氢及氧之蚀刻气体之氧蚀刻。22.如申请专利范围第21项之方法,其中该氧蚀刻条件系50至450102 Pa之压力,含1至4%之氧含量、最高达30%之氩含量及余量系氢之蚀刻气体,所有百分率系以体积计,基材温度系600-1100℃,且蚀刻时间系3至60分钟。23.如申请专利范围第19或20项之方法,其中该电浆蚀刻系氢蚀刻。24.如申请专利范围第23项之方法,其中该氢蚀刻条件系50至450102 Pa之压力,含氢及最达30体积%之氩之蚀刻气体,基材温度系600-1100℃,且蚀刻时间系3至60分钟。25.如申请专利范围第19或20项之方法,其中于其上发生钻石生长之表面系接受氧及氢蚀刻以使于钻石生长前该表面之表面受损达最小。26.如申请专利范围第25项之方法,其中该氧蚀刻之后系氢蚀刻。27.如申请专利范围第19或20项之方法,其中于该表面接受该电浆蚀刻前于其上发生钻石生长之表面之表面RA系少于10毫微米。28.如申请专利范围第19或20项之方法,其中该钻石生长系于含有少于100ppb氮之氛围内发生。29.如申请专利范围第14项之方法,其中于其上发生钻石生长之表面实质上系{100}、{110}、{113}或{111}表面。30.如申请专利范围第14项之方法,其中该来源气体之解离系使用微波能量发生。31.如申请专利范围第1至13项中任一项之单结晶钻石,其被使用于电子应用。32.如申请专利范围第1至13项中任一项之单结晶钻石,其系被使用作为检测器元件或开关元件。33.如申请专利范围第1至13项中任一项之单结晶钻石,其系被使用作为光-电开关。34.一种检测器元件或开关元件,其包含如申请专利范围第1至13项之任一项之单结晶钻石。图式简单说明:第1图:77K时之HDS-1之自由激发子阴极发光光谱,显示于235 nm之发射(横向光学模式)。第2图:HDS-1之阴极发光光谱(77K),显示于约420 nm为中心之宽弱谱带,于533 nm及575 nm系非常弱之线,及非常强之自由激发子之发射(于470 nm之第二级显示)。第3图:(1)含有约0.6ppm之单取代氮之同外延CVD钻石及(2)HDS-1之室温EPR光谱。光谱系于相同条件下测量,且系约相同尺寸。第4图:(i)与HDS-1同时生长之高纯度同外延CVD钻石,其系于生长后被塑化变形以证明对藉由压陷产生之结构缺失之EPR讯号之影响,及(ii)HDS-1之于4.2K时记录之EPR光谱。此等光谱系于相同条件下测量。第5图:IIa型天然钻石及HDS-1之室温EPR光谱。光谱系于相同条件下测量且样品系相同尺寸。第6图:HDS-1之室温紫外线吸收光谱,其显示固有之吸收端缘,及缺乏对单一取代氮有贡献之以270nm为中心之吸收谱带。第7图:HDS-1之双轴X-射线摇动曲线。第8图:HDS-1之莱曼光谱,其系于300K时使用氩离子雷射之488nm线测量。 |
