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Physica Status Solidi a Applications and Materials Science 208, 9 (2011) 2057-2061
Ultra-smooth single crystal diamond surfaces resulting from implantation and lift-off processes
Thu Nhi Tran Thi 1, Bruno Fernandez 1, David Eon 1, Etienne Gheeraert 1, Juergen Haertwig 2, T. Lafford 2, A. Perrat-Mabilon 3, C. Peaucelle 3, P. Olivero 4, Etienne Bustarret 1
(09/2011)

A method for obtaining a smooth, single crystal diamond surface is presented, whereby a sacrificial defective layer is created by implantation of a regular (4 nm roughness) Ib diamond plate. This was then graphitized by annealing before being selectively etched. We have used O(+) at 240 keV, the main process variables being the ion fluence (ranging from 3 x 10(15) to 3 x 10(17)cm(-2)) and the final etching process (wet etch, H(2) plasma, and annealing in air). The substrates were characterized by atomic force microscopy, optical profilometry and white beam X-ray topography. The influence of the various process parameters on the resulting lift-off efficiency and final surface roughness is discussed. An O(+) fluence of 2 x 10(17)cm(-2) was found to result in sub-nanometer roughness over tens of mu m(2).
1 :  Institut Néel (NEEL)
CNRS : UPR2940 – Université Joseph Fourier - Grenoble I – Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)
2 :  European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)
ESRF
3 :  Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL)
CNRS : UMR5822 – IN2P3 – Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL)
4 :  Faculty of Mathematics, Physics and Natural Sciences
University of Torino
NanoFab
SC2G
Sciences de l'ingénieur/Génie des procédés

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