金剛石因優異的物理、電子性能而在功率電子器件和量子技術領域里表現出誘人的應用前景。想要實現這些應用，需要表面平整、內部沒有嚴重晶體缺陷的本體材料和缺陷數量可控的高質量外延層。同時，襯底尺寸應達到英寸級別以滿足工業應用。目前，可通過高溫高壓法使用單晶金剛石晶種制備直徑達12 mm的高純度單晶金剛石，英寸級異質外延金剛石襯底和拼接型生長的金剛石襯底也已實現部分商業化。

       日本先進工業科學與技術研究院（National Institute of Advanced Industrial Science and Technology，AIST）的山田英樹（Hideaki Yamada）研究員使用熱絲化學氣相沉積法在拼接法生長的單晶金剛石襯底上生長出硼摻雜外延層，研究了熱絲排布和單晶金剛石鏈接處的邊界對雜質B和W的濃度的影響；同時，基于3D計算流體動態仿真，討論了位置精確控制對雜質在水平和垂直方向的均勻性的影響機理。

       研究發現：拼接發生長的襯底中，單晶金剛石的邊界和晶體連接處的偏離角度對雜質濃度的分布影響不大。另一方面，研究認為從熱絲引入的W抑制了B的摻雜。精密控制襯底和熱絲的位置，如達到毫米級別或更精密，可以獲得更均勻、高效的硼摻雜金剛石。

       相關的成果以“Study of horizontal and vertical uniformity of B-doped layer on mosaic single crystal diamond wafers by using hot-filament chemical vapor deposition”為題，發表在Functional Diamond雜志上。

       引用格式：Hideaki Yamada, Takenhiro Shimaoka. Study of horizontal and vertical uniformity of B-doped layer on mosaic single crystal diamond wafers by using hot-filament chemical vapor deposition [J]. Functional Diamond, 2022, 2(1): 46-52. doi: 10.1080/26941112.2022.2068972