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稀有金属 2018,42(12),1294-1300 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.xy17120039

硼掺杂对单晶金刚石薄膜结构及生长的影响

陈孟杰 李海宁 王兵 熊鹰 冯真 程永朋

西南科技大学材料科学与工程学院

摘 要：

采用自制的环形谐振腔式微波等离子体化学气相沉积 (MPCVD) 设备, 在其他工艺参数不变的情况下, 通过改变反应气中掺杂源硼烷的浓度, 制备不同掺硼量的外延单晶金刚石薄膜。通过激光拉曼光谱 (Raman) 、激光荧光发射光谱 (PL) 以及X射线衍射 (XRD) 摇摆曲线等测试手段对外延金刚石薄膜的微观结构进行分析, 结果表明, 在325 nm波长的激光激发下, 外延金刚石薄膜在524 nm处产生了与硼相关的荧光峰位, 且随气源中硼烷浓度增加, 荧光峰 (524 nm) 峰强增大, 拉曼特征峰和XRD摇摆曲线特征峰半高宽 (FWHM) 都呈增加趋势, 说明随着硼烷浓度增加, 金刚石薄膜中硼含量增加, 晶体结构的完整性逐渐降低, 外延薄膜的质量变差。通过光学显微镜 (OM) 、原子力显微镜 (AFM) 对外延单晶金刚石薄膜的表面生长形貌进行分析, 结果表明, 随着气源中硼烷浓度增加, 薄膜表面的台阶流生长模式没改变, 但台阶流的台阶数量逐渐减少, 台面宽度台面高度逐渐增加, 说明随着硼烷浓度增加, 台阶流生长状态改变。因此, 硼掺杂变化将导致外延单晶金刚石膜的结构及生长特征发生显著改变。

关键词：

硼烷浓度;单晶金刚石薄膜;微观结构;台阶流;

中图分类号： TQ163;TB383.2

作者简介：陈孟杰 (1990-) , 男, 湖北荆门人, 硕士研究生, 研究方向:CVD金刚石研究;E-mail:njsh56899@163.com;;*王兵, 教授;电话:13547133815;E-mail:wangbing67@163.com;

收稿日期：2017-12-26

基金：国家自然科学基金项目 (5157020072);西南科技大学龙山学术人才科研支持计划项目 (17LZX415) 资助;

Microstructure and Growth of Epitaxial Single Diamond Films with Boron-Doping

Chen Mengjie Li Haining Wang Bing Xiong Ying Feng Zhen Cheng Yongpeng

School of Material Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology

Abstract：

Using a self-made ring-type resonator microwave plasma chemical vapor deposition ( MPCVD) system, the epitaxial single diamond films with different boron content was prepared by changing the concentration of borane in the reaction gas while other process parameters maintained constant. Then the microstructure of the obtained films was investigated by Raman spectroscopy, laser fluorescence emission spectroscopy and X-ray diffraction ( XRD) rocking curve. The results showed through 325 nm wavelength laser exciting, the films produced a fluorescence peak at 524 nm associated with boron doping, and along with the increase of borane concentration in the reaction gas, the intensity of fluorescence peak and the full width at half maxima ( FWHM) of characteristic peaks of Raman spectroscopy as well as XRD rocking curve would also increase, which indicated that the enhancement of borane concentration in the reaction gas would give rise to the boron content in the epitaxial single diamond film and at the same time, the crystal structure integrity and quality would decay gradually. Finally the surface morphologies of the epitaxial single crystal diamond films were analyzed by optical microscope ( OM) and atomic force microscope ( AFM) , which predicted that all films grew in the step flow pattern, but as the borane concentration in reaction became bigger, the number of the steps would decrease and its height and width increased gradually.Therefore, boron-doping would result in significant changes in the microstructure and growth characteristics of epitaxial single crystal diamond films.

Keyword：

borane concentration; single crystal diamond film; microstructure; step flow;

Received： 2017-12-26

金刚石拥有宽带隙、高载流子迁移率, 热导率高, 耐辐射等优点, 具有成为新一代半导体材料的潜力, 在电子器件应用领域有广阔前景 ^[1,2,3,4,5] 。金刚石本身作为绝缘体, 只有通过掺入杂质原子才能成为半导体材料。硼作为受主杂质掺入金刚石晶体中, 则产生浅施主能级, 可形成电学性能良好的P型半导体材料 ^[6,7] 。同时硼原子与碳原子半径相差不大, 掺入金刚石中对晶体结构影响也较小。尤其是化学气相沉积技术 (CVD) 制备的掺硼单晶金刚石薄膜, 因无晶界等缺陷的散射影响, 载流子迁移率大大提高, 半导体性能十分优异, 在电子材料应用领域更具实用前景。目前利用CVD制备掺硼单晶金刚石薄膜已被广泛研究 ^{[8,9,10,11,12]} 。Twitchen等 ^[11] , 采用CVD技术制备掺硼单晶金刚石, 并以掺硼单晶金刚石为基础设计了P-i多层结构的肖特基结器件。虽然对于以CVD技术制备的掺硼P型单晶金刚石薄膜在器件上的应用关注很多, 但是在高质量掺硼单晶金刚石制备技术方面, 尤其是硼掺杂对化学气相沉积外延单晶金刚石薄膜微观结构与生长状态的影响方面缺乏系统全面的研究探讨, 而晶体结构与生长形态又决定了掺硼单晶金刚石的质量和性能, 因此详细讨论硼掺杂引起外延单晶金刚石结构与生长状态的变化, 这对于P型金刚石半导体材料的制备及应用至关重要。

本文采用微波等离子体化学气相沉积技术 (MPCVD) , 通过改变气源中硼烷浓度, 制备不同掺硼量的单晶金刚石薄膜, 并详细研究硼掺杂对外延单晶金刚石薄膜的微观结构与表面生长的影响, 以建立掺硼量与金刚石基质材料品质间的联系, 为制备高质量P型金刚石半导体材料进行实验探索。

1 实验

实验装置采用自制的环形双层水冷不锈钢谐振腔式微波等离子化学气相沉积 (MPCVD) 设备 ^[13] 。基体为3 mm×3 mm×1 mm Ib型高温高压单晶金刚石片, 基体样品 (100) 晶面, 偏离角θ_off为1°。样品台为自主设计口袋式圆柱形钼台, 中心内嵌一个4 mm×4 mm×1.4 mm的方形坑, 如图1所示。据Nad和Asmussen报道 ^[14] , 设计口袋式样品台结构, 可以避免基体直接暴露在等离子体中而致使边缘温度高于中心区域, 能够有效抑制边缘的多晶化, 提高外延单晶金刚石的质量。

外延掺硼单晶金刚石的具体沉积工艺参数如表1所示。在其他工艺参数不变的条件下, 通过改变气源中硼烷的通入量, 形成不同硼碳比浓度的反应气, 制备掺硼单晶金刚石薄膜。其中, 总反应气体流量为500ml·min^-1, 反应时间为7 h, 甲烷通入量为15 ml·min^-1, 占总气量的3%。硼烷用氢气稀释至0.1%, 用作硼烷气源, 气源硼碳比[B/C]浓度为0, 3000×10^-6, 6000×10^-6, 依次对应样品BD1, BD2, BD3。

针对不同硼碳比浓度外延的掺硼单晶金刚石薄膜样品, 采用激光拉曼光谱 (Raman) 、325 nm激光荧光光谱 (PL) 、X射线衍射 (XRD) 摇摆曲线以及四点探针等测试手段研究了硼掺杂对薄膜微观结构的影响;利用光学显微镜 (OM) 和原子力显微镜 (AFM) 研究了硼掺杂对金刚石薄膜表面生长形态的影响。

2 结果与讨论

2.1 外延薄膜的微观结构

图2 (a) 为不同硼碳比浓度下外延的金刚石薄膜的拉曼图谱。图2中 (1) ~ (3) 分别对应样品BD1, BD2, BD3的拉曼光谱。在波数500~1800cm^-1之间, BD1, BD2, BD3 3个样品都有且仅有一个位于1332 cm^-1附近处的尖锐特征峰, 说明外延薄膜仅含金刚石相, 且有很高的纯度 ^[13] 。同时从拉曼图谱特征峰插图上分析可得, BD1, BD2, BD3的特征峰位半高宽 (FWHM) 依次为5.30, 5.74, 6.40 cm^-1, 呈逐渐增加趋势。金刚石特征拉曼峰的半高宽值大小随着金刚石膜内金刚石结晶度、缺陷密度、杂质等因素的变化而改变, 反映了金刚石膜的结晶质量, FWHM值越小时对应的金刚石膜结晶质量越好, FWHM值越大对应的金刚石膜结晶质量越差 ^[15] 。据吴高华等 ^[13] 报道, 同质外延的高质量单晶金刚石薄膜的拉曼特征峰半峰宽在5.5 cm^-1左右, 而本实验制备的薄膜拉曼半高宽最小为5.3 cm^-1, 具有较高的质量, 但随着气源中硼碳比浓度的增加, 金刚石拉曼特征峰半高宽在逐渐增加, 最高达到6.4 cm^-1。结果说明随着气源中硼碳比浓度的增加外延金刚石薄膜结晶质量在不断下降。

图1 口袋式样品台示意图Fig.1 Schematic of pocket substrate holder

表1 不同硼碳比浓度下外延的金刚石薄膜的工艺参数Table 1 Process parameters of epitaxial diamond films at different B/C ratios  下载原图

表1 不同硼碳比浓度下外延的金刚石薄膜的工艺参数Table 1 Process parameters of epitaxial diamond films at different B/C ratios

图2 不同硼碳比浓度下外延金刚石薄膜的拉曼图谱和1332 cm-1特征峰处插图以及500~1332 cm-1范围的拉曼图谱Fig.2 Raman spectra of epitaxial diamond films at different B/C ratios

(a) Raman spectra and inset of characteristic peak at 1332 cm^-1; (b) Raman spectra in range of 500～1330 cm^-1 (1) BD1; (2) BD2; (3) BD3

图2 (b) 为外延薄膜在波数500~1300 cm^-1范围的拉曼图谱。在图2 (a) 金刚石拉曼图谱中, 因为金刚石特征峰峰值强度太大, 掩盖了与硼相关的峰位, 所以截取拉曼全谱波数500~1330 cm^-1段, 得到图2 (b) 。在图2 (b) 可见, 在波数500~1330 cm^-1段, 硼碳比为0的BD1样品没有出现峰位, 而样品BD2, BD3在592, 920, 1045以及1223cm^-1位置都出现峰位, 这些峰位都是与硼相关的峰, 说明在BD2, BD3薄膜样品中掺入了硼 ^[16,17] 。但峰位处峰值强度变化不明显, 金刚石中硼的含量情况也不能明确。结合图2 (a, b) 分析可得, 在不同硼碳比浓度下, 硼掺进金刚石薄膜晶体中, 且随着气源中硼碳比浓度的增加, 金刚石薄膜结晶质量变差。为了详细探究出现这种变化的原因, 进行了激光荧光光谱分析。

图3为不同硼碳比浓度外延的金刚石薄膜的激光荧光光谱图。图3中 (1~3) 分别对应样品BD1, BD2, BD3的荧光光谱。由图3可见, 在350~680 nm波长范围内, BD1样品在533和575 nm等处出现荧光峰。而BD2, BD3样品有且仅在524 nm处有很明显的强宽峰。大量研究表明 ^{[18,19,20,21,22]} , 在掺硼金刚石荧光光谱中, 在波长410~540 nm范围内存在与硼相关的最强荧光峰, 且其峰值强度取决于样品中的掺硼量。BD1样品生长气源中不含硼, 所以不会产生与硼相关的荧光峰。比较BD2, BD3样品荧光光谱可得, 两个样品均在524 nm波长处有且仅有一个强峰位, 且随着气源中硼碳比浓度的增加, 最强峰位峰值强度逐渐增加, 表明随着气源中硼碳比浓度的增加, 外延金刚石薄膜中硼的掺杂量逐渐增加。而在BD1中533, 575 nm等处的荧光峰, 可能与金刚石基体有关, 因为金刚石基体为高温高压 (HTHP) 方法合成的, 含有很多杂质元素, 在外延生长过程中, 杂质可能扩散进薄膜中, 因而产生相关荧光峰 ^[23,24] 。此外, 用四点探针测试了外延薄膜的电学性能, BD1样品由于电阻率太大, 仪器的精度不够, 薄膜样品电阻率测不出。而BD2, BD3样品的电阻率分别为20.25, 1.02Ω·cm, 说明随着气源硼碳比浓度的增加, 样品的电阻率逐渐降低。而电阻率取决于薄膜样品中硼的含量, 硼的含量越高, 电阻率越低 ^[7] 。电阻率值的变化正好从侧面印证了前面荧光发射光谱的结论, 即随着气源中硼碳比浓度的增加, 金刚石中硼含量在逐渐增加。对照拉曼光谱、激光荧光光谱以及四探针技术综合分析可得, 随着气源中硼碳比浓度增加, 外延薄膜中掺硼量增加, 硼原子置换了晶体中的碳原子或者团聚在一起, 致使晶体缺陷增多, 晶体结构完整性逐渐被破坏, 晶体质量降低。

图3 不同硼碳比浓度外延的金刚石薄膜激光荧光图谱Fig.3Fluorescence spectra of epitaxial diamond films at dif-ferent B/C ratios

(1) BD1; (2) BD2; (3) BD3

图4为不同硼碳比浓度外延金刚石薄膜的XRD摇摆曲线图谱。图4中 (1~3) 分别对应样品BD1, BD2, BD3的XRD摇摆曲线。在入射角 (θ) 30~64°范围, BD1, BD2, BD3样品都有且仅有一个很尖锐的峰值, 表现出很高的取向度, 峰位 (θ) 60.3°, 对应金刚石<400>晶向, 说明3个样品均为外延单晶金刚石薄膜 ^[25] 。分析XRD摇摆曲线特征峰插图可得, BD1, BD2, BD3 3个样品外延的单晶薄膜特征峰的半高宽依次为0.089°, 0.100°, 0.111°, 呈逐渐增加趋势。XRD特征峰的半高宽与晶体的质量有关, 半高宽越大, 晶体结晶性越差, 半高宽越窄, 结晶性越好 ^[26] 。据刘剑红等 ^[25] 报道, 随着金刚石晶体中的位错密度的增加, 摇摆曲线半高宽会有所宽化, 在缺陷密度为107 cm^-2, 半高宽为0.05°左右, 而缺陷密度109 cm^-2时, 半高宽达到0.29°。而在本实验中同质外延薄膜半高宽最小为0.089°, 缺陷相对较少, 但随着硼碳比浓度增加, 半高宽在逐渐增加, 最大达到了0.111°。结果表明, 随着硼碳比浓度增加外延的薄膜晶体缺陷增多, 结晶性逐渐变差。结合荧光光谱结论分析可得, 特征峰半高宽变宽, 晶体结晶性变差主要因为晶体中硼的含量增加, 使得晶体结构被破坏, 缺陷增多, 导致晶体结晶质量逐渐下降。结合拉曼图谱说明晶体质量逐渐变差都是晶体中硼掺入量增加导致。

图4 不同硼碳比浓度外延的金刚石薄膜XRD摇摆曲线图谱和在60.3°特征峰处插图Fig.4 XRD rocking curves and inset of characteristic peak at60.3°of epitaxial diamond films at different B/C ratios

(1) BD1; (2) BD2; (3) BD3

2.2 薄膜的台阶流生长形态

图5为不同硼碳比浓度外延的单晶金刚石薄膜表面的光学显微镜形貌图。图5中 (a~c) 分别对应样品BD1, BD2, BD3的表面形貌。在图5 (a) 中, BD1样品表面具有明显的宏观台阶流特征, 宏观台面宽度在40~100μm范围, 台阶轮廓清晰, 有一定的台阶高度。很多研究表明, 高质量CVD单晶金刚石同质外延生长的常见形貌为台阶流生长模式 ^[27,28,29] 。BD1样品表面形貌表现出了外延单晶金刚石薄膜的台阶流生长模式。而BD2, BD3样品由于光镜的放大倍数受限, 表面很平整, 没有观察到宏观台阶流形态, 但仍反映出掺杂硼对表面台阶流生长形态产生了影响。为了进一步掺杂硼对表面生长的影响, 对BD1, BD2, BD3进行了原子力显微 (AFM) 表征。

图5 不同硼碳比浓度下外延的金刚石薄膜表面光学显微形貌图Fig.5 OM images of epitaxial diamond films at different B/C ratios

(a) BD1; (b) BD2; (c) BD3

图6为不同硼碳比浓度下外延金刚石薄膜在扫描区域15μm×15μm范围的原子力显微镜三维形貌图。图6 (a~c) 分别对应外延薄膜样品BD1, BD2, BD3。从图6可知, 掺硼金刚石薄膜表面生长形态仍是典型的单晶生长的台阶流生长模式, 但掺硼后对表面台阶产生了影响。为了进一步分析, 对3个样品的AFM三维形貌图从左至右各取一条直线, 得到样品表面轮廓图, 如图7所示。图7 (a~c) 依次对应外延薄膜样品BD1, BD2, BD3表面轮廓图。从图7可得, 随着气源中硼碳比浓度的增加, 样品表面台阶的数量依次为26, 6, 1, 整体呈减少的趋势, 薄膜表面台阶流的台面平均宽度依次为0.6, 2.0, 7.0μm, 台面逐渐变宽, 台阶的平均高度依次为3, 11, 19 nm, 呈增加的趋势。结合光学显微镜表面形貌分析可得, 硼掺杂并没有改变薄膜表面单晶生长的台阶流生长模式, 但随着气源中硼碳比浓度的增加, 表面台阶流的台阶数量逐渐下降, 台面宽度逐渐增加, 台阶高度呈增加的趋势。结合前面得出结论, 推测可能是晶体中硼的含量增加致使这种变化, 但具体原因尚不明确。这种台阶变化现象目前暂时没有相关文献与理论来解释, 弄清楚这种变化现象是本实验接下来将要进行的工作。

图6 不同硼碳比浓度下外延金刚石薄膜在扫描区域15μm×15μm范围的原子力显微镜三维形貌图Fig.6 Three-dimensional atomic force microscopy topography of epitaxial diamond films at different B/C ratios over scanned areas of15μm×15μm

图7 不同硼碳比浓度下外延金刚石薄膜表面轮廓图Fig.7 Surface profiles of epitaxial diamond films at different B/C ratios

(a) BD1; (b) BD2; (c) BD3

3 结论

以高温高压Ib型单晶片作为基体, 在不同硼碳比浓度气源 (0, 3000×10^-6, 6000×10^-6) 下外延出单晶金刚石薄膜。通过对外延薄膜进行Raman光谱、PL光谱、XRD摇摆曲线、OM以及AFM等多方面分析检测, 得到以下结论:

1.随着掺硼浓度的增加, 金刚石薄膜中硼含量增加, 拉曼图谱特征峰和XRD摇摆曲线特征峰半高宽逐渐增加, 晶体结构遭到破坏, 外延薄膜的质量变差。

2.随着气源中硼烷浓度增加, 薄膜表面仍单晶台阶流生长模式, 但台阶流台阶数量逐渐减少, 台面宽度增加, 台阶高度增加, 表明硼掺杂使金刚石薄膜的表面生长特征发生改变, 这对电子器件的制作和应用具有至关重要的意义。

参考文献

[1] Baliga B J. Semiconductors for high-voltage, vertical channel field-effect transistors[J]. Journal of Applied Physics, 1982, 53 (3) :1759.

[2] Chow T P, Tyagi R. Wide bandgap compound semiconductors for superior high-voltage unipolar power devices[J]. IEEE Transactions on Electron Devices, 1994, 41 (8) :1481.

[3] Huang A Q. New unipolar switching power device figures of merit[J]. IEEE Electron Device Letters, 2004, 25 (5) :298.

[4] Yuan M W. Research progress of diamond based electronic devices[J]. Micronanoelectronic Technology, 2012, 49 (10) :643. (袁明文.金刚石电子器件的研究进展[J].微纳电子技术, 2012, 49 (10) :643.)

[5] Xu L, Xiong Y, Wang B, Han W H, Li X L, Fang L P. Effect of microstructure of nano-doped diamond nanoparticles on emission performance of microwave field[J]. Chinese Journal of Rare Metals, 2016, 40 (10) :1015. (许立, 熊鹰, 王兵, 韩汶洪, 刘兴龙, 方利平.掺氮纳米金刚石薄膜的微观结构对微波场发射性能影响[J].稀有金属, 2016, 40 (10) :1015.)

[6] Kalish R. Doping of diamond[J]. Carbon, 1999, 37 (5) :781.

[7] Wei J J, He Q, Gao X H, Guo H B, Shi S Y, LüF X, Tang W Z, Chen G C. Study of boron-doped diamond films[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2007, 36 (3) :569. (魏俊俊, 贺琦, 高旭辉, 郭会斌, 石绍渊, 吕反修, 唐伟忠, 陈广超.硼掺杂金刚石薄膜研究[J].人工晶体学报, 2007, 36 (3) :569.)

[8] Blank V D, Bormashov V S, Tarelkin S A, Buga S G, Kuznetsov M S, Teteruk D V, Kornilov N V, Terentiev S A, Volkov A P. Power high-voltage and fast response Schottky barrier diamond diodes[J]. Diamond&Related Materials, 2015, 57:32.

[9] Bormashov V, Troschiev S, Volkov A, Tarelkin S, Korostylev E, Golovanov A, Kuznetsov M, Teteruk D, Kornilov N, Terentiev S, Buga S, Blank V. Development of nuclear microbattery prototype based on Schottky barrier diamond diodes[J]. Physica Status Solidi, 2016, 212 (11) :2539.

[10] Rashid S J, Tajani A, Coulbeck L, Brezeanu M, Butler T, Rupesinghe N L, Twitchen D J, Amaratunga G A J, Udrea F, Taylor P, Dixon M, Isberg J. Modelling of single-crystal diamond Schottky diodes for high-voltage applications[J]. Diamond&Related Materials, 2006, 15 (2-3) :317.

[11] Twitchen D J, Whitehead A J, Coe S E, Isberg J, Hammersberg J, Wikstrom T, Johansson E. High-voltage single-crystal diamond diodes[J]. IEEE Transactions on Electron Devices, 2004, 51 (5) :826.

[12] Wang J J, Wang X L, Zhang J W, Wang X. Homoge-neousepitaxial growth of boron-doped diamond films and preparation of Schottkybarrier diodes[J]. Acta Optica Sinica, 2016, 36 (7) :198. (王进军, 王晓亮, 张景文, 王侠.硼掺杂金刚石薄膜同质外延生长及肖特基势垒二极管制备[J].光学学报, 2016, 36 (7) :198.)

[13] Wu G H, Wang B, Xiong Y, Tao B, Huang H L, Liu X W. Effect of O/C ratio on homogeneous epitaxy single crystal diamond prepared by MPCVD method[J]. Journal of Functional Materials, 2013, 44 (14) :2065. (吴高华, 王兵, 熊鹰, 陶波, 黄芳亮, 刘学维.氧碳比对MPCVD法同质外延单晶金刚石的影响[J].功能材料, 2013, 44 (14) :2065.)

[14] Nad S, Asmussen J. Analyses of single crystal diamond substrates grown in a pocket substrate holder via MPACVD[J]. Diamond and Related Materials, 2016, 66:36.

[15] Kuang T C, Liu Z Y. Application of laser Raman spectroscopy in the quality characterization of CVD diamond films[J]. Physical and Chemical Testing:Physical Volume, 1997, (7) :21. (匡同春, 刘正义.激光拉曼光谱在CVD金刚石薄膜质量表征中的应用[J].理化检验 (物理分册) , 1997, (7) :21.)

[16] Wang Y G, Lau S P, Tay B K, Zhang X H. Resonant Raman scattering studies of Fano-type interference in boron doped diamond[J]. Journal of Applied Physics, 2002, 92 (12) :7253.

[17] Mavrin B N, Denisov V N, Popova D M, Skryleva E A, Kuznetsov M S, Nosukhin S A, Terentiev S A, Blank V D. Boron distribution in the subsurface region of heavily doped IIbtype diamond[J]. Physics Letters A, 2008, 372 (21) :3914.

[18] Lu H C, Peng Y C, Lin M Y, Chou S L, Lo J I, Cheng B M. Analysis of boron in diamond with UV photoluminescence[J]. Carbon, 2017, 111:835.

[19] Jr J A F, Doverspike K, Klein P B, Khong Y L, Collins A T. Luminescence studies of nitrogen-and borondoped diamond films[J]. Diamond and Related Materials, 1994, 3 (4-6) :821.

[20] Wang C L, Hatta A, Jiang N, Won J H, Ito T, Hiraki A, Jin Z S, Zou G T. Investigation on surface of boron-doped CVD diamond by cathodoluminescence spectroscopy[J]. Diamond&Related Materials, 1998, 7 (6) :748.

[21] Baron C, Wade M, Deneuville A, Jomard F, Chevallier J. Cathodoluminescence of highly and heavily boron doped (100) homoepitaxial diamond films[J]. Diamond&Related Materials, 2006, 15 (4-8) :597.

[22] Freitas J A, Klein P B, Collins A T. Evidence of donor-acceptor pair recombination from a new emission band in semiconducting diamond[J]. Applied Physics Letters, 1994, 64 (16) :2136.

[23] Willems B, Tallaire A, Achard J. Optical study of defects in thick undoped CVD synthetic diamond layers[J]. Diamond&Related Materials, 2014, 41 (1) :25.

[24] Martineau P M, Lawson S C, Taylor A J, Quinn S J, Evans D J F, Crowder M J. Identification of synthetic diamond grown using chemical vapor deposition (CVD) [J]. Gems&Gemology, 2004, 40 (1) :2.

[25] Liu J H, Chen M H, Wu G, Gong N N. Research on diamond quality evaluation[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2014, 43 (3) :559. (刘剑红, 陈美华, 吴改, 宫旎娜.金刚石的晶体质量评定探究[J].人工晶体学报, 2014, 43 (3) :559.)

[26] Ning Y G, Ji H. Application of XRD rocking curve in quality inspection of single crystal substrate[J]. Modern Instrument&Medical Treatment, 1999, (4) :35. (宁永功, 姬洪. XRD摇摆曲线在单晶基片质量检测中的应用[J].现代仪器与医疗, 1999, (4) :35.)

[27] Enckevort W J P V, Janssen G, Schermer J J, Giling L J. Step-related growth phenomena on exact and misoriented{001}surfaces of CVD-grown single-crystal diamonds[J]. Diamond&Related Materials, 1995, 4 (4) :250.

[28] Lee N, Badzian A. A study on surface morphologies of (001) homoepitaxial diamond films[J]. Diamond&Related Materials, 1997, 6 (1) :130.

[29] Wang C, Irie M, Ito T. Growth and characterization of hillock-free high quality homoepitaxial diamond films[J]. Diamond&Related Materials, 2000, 9 (9) :1650.