Heterojunctions of p+ B-doped nanocrystalline diamond (NCD) to n 4H-SiC were studied by electrical and cathodoluminescence (CL) methods. Current rectification at 30°C had a curvature coefficient γ0 of 42.1V1 at zero bias, γmax of 105.35V1 at 0.2 V, and a reverse current of <10nA/cm2. The NCD sheet resistance decreased from 4.1×1011 to 403.56Ω/sq. as the carrier density Ns was increased from 3.5×105 to 1.5×1016cm2 by B2H6 doping. The 348cm2/V-s mobility of the B-free NCD films was comparable to that of single crystal diamond. CL data revealed traps 0.6–0.8 eV from the NCD EV edge.

1.
W.
Yang
,
O.
Auciello
,
J. E.
Butler
,
W.
Cai
,
J. A.
Carlisle
,
J. E.
Gerbi
,
D. M.
Gruen
,
T.
Knickerbocker
,
T. L.
Lasseter
,
J. N.
Russell
, Jr.
,
L. M.
Smith
, and
R. J.
Hamers
,
Nature Mater.
1
,
253
(
2002
).
2.
J. S.
Hovis
,
S. K.
Coulter
,
R. J.
Hamers
,
M. P.
D'Evelyn
,
J. N.
Russell
, Jr.
, and
J. E.
Butler
,
J. Am. Chem. Soc.
122
,
732
(
2000
).
3.
L.
Sekaric
,
J. M.
Parpia
,
H. G.
Craighead
,
T.
Feygelson
,
B. H.
Houston
, and
J. E.
Butler
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
4455
(
2002
).
4.
A. V.
Sumant
,
O.
Auciello
,
R. W.
Carpick
,
S.
Srinivasan
, and
J. E.
Butler
,
MRS Bull.
38
,
281
(
2010
).
5.
M. C.
Granger
and
M.
Witek
,
Anal. Chem.
72
,
3793
(
2000
).
6.
J.
Philip
,
P.
Hess
,
T.
Feygelson
,
J. E.
Butler
,
S.
Chattopadhyay
,
K. H.
Chen
, and
L. C.
Chen
,
J. Appl. Phys.
93
,
2164
(
2003
).
7.
M. J.
Tadjer
,
T. J.
Anderson
,
K. D.
Hobart
,
T. I.
Feygelson
,
M. A.
Mastro
,
J. D.
Caldwell
,
J. K.
Hite
,
C. R.
Eddy
, Jr.
,
F. J.
Kub
,
J. E.
Butler
, and
J.
Melngailis
,
Proceedings of the IEEE Device Research Conference
,
2010
, pp.
125
126
.
8.
J. E.
Butler
and
A. V.
Sumant
,
Chem. Vap. Deposition
14
,
145
(
2008
), and references therein.
9.
M.
Bevilacqua
,
N.
Tumilty
,
C.
Mitra
,
H.
Ye
,
T.
Feygelson
,
J. E.
Butler
, and
R. B.
Jackman
,
J. Appl. Phys.
107
,
033716
(
2010
).
10.
M. J.
Tadjer
,
K. D.
Hobart
,
J. D.
Caldwell
,
J. E.
Butler
,
K. X.
Liu
,
C. R.
Eddy
, Jr.
,
D. K.
Gaskill
,
K. K.
Lew
,
B. L.
VanMil
,
R. L.
Myers-Ward
,
M. G.
Ancona
,
F. J.
Kub
, and
T. I.
Feygelson
Appl. Phys. Lett.
91
,
163508
(
2007
).
11.
O. A.
Williams
,
M.
Nesladek
,
M.
Daenen
,
S.
Michaelson
,
A.
Hoffman
,
E.
Osawa
,
K.
Haenen
, and
R. B.
Jackman
,
Diamond Relat. Mater.
17
,
1080
(
2008
), and references therein.
12.
B. L.
VanMil
,
K. K.
Lew
,
R. L.
Myers-Ward
,
R. T.
Holm
,
D. K.
Gaskill
, and
C. R.
Eddy
, Jr.
,
Mater. Sci. Forum
556–557
,
125
(
2007
).
13.
M. J.
Tadjer
,
T. J.
Anderson
,
K. D.
Hobart
,
T. I.
Feygelson
,
J. E.
Butler
, and
F. J.
Kub
,
Mater. Sci. Forum
645–648
,
733
(
2010
).
14.
W.
Gajewski
,
P.
Achatz
,
O. A.
Williams
,
K.
Haenen
,
E.
Bustarret
,
M.
Stutzmann
, and
J. A.
Garrido
,
Phys. Rev. B
79
,
045206
(
2009
).
15.
D. M.
Malta
,
J. A.
von Windheim
,
H. A.
Wynands
, and
B. A.
Fox
,
J. Appl. Phys.
77
,
1536
(
1995
).
16.
D. K.
Schroder
,
Semiconductor Material and Device Characterization
, 3rd ed. (
Wiley
,
New York
,
2006
), p.
130
.
17.
S. M.
Sze
and
K.
Ng
,
Physics of Semiconductor Devices
(
Wiley
,
New Jersey
,
2007
), p.
435
.
18.
J.
Karlovský
,
Solid-State Electron.
10
,
1109
(
1967
).
19.
N.
Jin
,
R.
Yu
,
S. -Y.
Chung
,
P. R.
Berger
,
P. E.
Thompson
, and
P.
Fay
,
IEEE Electron Device Lett.
26
,
575
(
2005
).
20.
P.
Esfandiari
,
G.
Bernstein
,
P.
Fay
,
W.
Porod
,
B.
Rakos
,
A.
Zarandy
,
B.
Berland
,
L.
Boloni
,
G.
Boreman
,
B.
Lail
,
B.
Monacelli
, and
A.
Weeks
,
Proc. SPIE
5783
,
470
(
2005
).
21.
A. B.
Hoofring
,
V. J.
Kapoor
, and
W.
Krawczonek
,
J. Appl. Phys.
66
,
430
(
1989
).
22.
V. I.
Shashkin
,
Y. A.
Drjagin
,
V. R.
Zakamov
,
S. V.
Krivov
,
L. M.
Kukin
,
A. V.
Murel
, and
Y. I.
Chechenin
,
Int. J. Infrared Millim. Waves
28
,
945
(
2007
).
23.
J.
Cui
,
J.
Risein
, and
L.
Ley
,
Phys. Rev. Lett.
81
,
429
(
1998
).
24.
B. J.
Baliga
,
Fundamentals of Power Semiconductor Devices
(
Springer Science
,
New York
,
2008
), p.
24
.
25.
S. Y.
Han
and
J. -L.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
538
(
2004
).
26.
Handbook Series on Semiconductor Parameters
, edited by
M.
Levinstein
,
S.
Rumyantsev
, and
M.
Shur
(
World Scientific
,
London
,
1996
).
27.
J. -Y.
Raty
,
G.
Galli
,
C.
Bostedt
,
T. W. v.
Buuren
, and
L. J.
Terminello
,
Phys. Rev. Lett.
90
,
037401
(
2003
).
28.
L. H.
Robins
,
L. P.
Cook
,
E. N.
Farabaugh
, and
A.
Feldman
,
Phys. Rev. B
39
,
13367
(
1989
).
29.
S. C.
Lawson
,
H.
Kanda
,
H.
Kiyota
,
T.
Tsutsumi
, and
H.
Kawarada
,
J. Appl. Phys.
77
,
1729
(
1995
).
30.
S.
Koizumi
,
K.
Watanabe
,
M.
Hasegawa
, and
H.
Kanda
,
Science
292
,
1899
(
2001
).
31.
P.
Muret
,
J.
Pernot
,
A.
Kumar
,
L.
Magaud
,
C.
Mer-Calfati
, and
P.
Bergonzo
,
Phys. Rev. B
81
,
235205
(
2010
).
You do not currently have access to this content.