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ビーム照射とECRプラズマとの併用法による良質ダイヤモンドの成膜

研究課題

研究課題/領域番号 62460059
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用物性
研究機関大阪大学

研究代表者

平木 昭夫  大阪大学, 工学部, 教授 (50029013)

研究分担者 広瀬 洋一  日本工業大学, 工学部, 助教授 (90049726)
川原田 洋  大阪大学, 工学部, 助手 (90161380)
田口 常正  大阪大学, 工学部, 講師 (90101279)
研究期間 (年度) 1987 – 1988
研究課題ステータス 完了 (1988年度)
配分額 *注記
5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
1988年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1987年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
キーワードECRプラズマ / ダイヤモンド薄膜 / 低速中性粒子 / 半導体 / エレクトロルミネッセンス / 核形式の位置制御 / ビーム照射 / 界面評価 / カソードルミネッセンス
研究概要

本研究は、ECRプラズマCVD法を使用し、低圧、低温でダイヤモンド薄膜を合成し、その際、ビーム照射により活性化された表面を使用することにより良質結晶薄膜を形成することを目的として行われた。以下に研究成果をまとめる。
1)低圧でのダイヤモンドの合成と成長機構:電子サイクロトロン共鳴(ECR)条件およびそれよりも高い磁場条件(非共鳴条件)をはじめて成膜領域に応用し、低圧でもプラズマ密度を低下させないでダイヤモンドの成膜を行った。従来法よりも2桁近い低圧である10^<-1>Torr以下でもダイヤモンドの形成が可能であり、この低圧化は成膜温度の低下(従来法よりも200℃以上低下)に結びついた。さらに、低圧下では基板バイアスの効果が顕著となり、負の基板バイアスではダイヤモンドが成長せず、正の基板バイアスでは成長することがわかった。これより、運動エネルギをある程度(〜20eV)もったイオンはダイヤモンドの形成に有害となり、形成に必要なのは10eV以下のエネルギーをもった中性粒子(ラディカル)であることが判明した。
2)均一な粒径をもつ多結晶膜の形成:基板へのArイオン照射により、Si上のSiO_2ドットのエッジに核形成サイトを形成した。ダイヤモンドの核はこれ以外の所に発生せず、単一核から発生した粒子は10μmの大きさまで成長し、粒径のそろった多結晶ダイヤモンドが得られる。この技術は、任意の基板上に単結晶に近い薄膜を形成する上で極めて発展性の高いものである。
3)単結晶に匹敵する物性:気相合成法により得られたダイヤモンド薄膜は、カリードルミネッセンス法により青色および緑色の発光をし、不純物導入により半導体化が可能である。この半導体膜ではショットキー・ダイオードが作製でき、接合面からエレクトロルミネッセンスが観測され、半導体材料としての有望性が認められた。

報告書

(3件)
  • 1988 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1987 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] Hiroshi,Kawarada;King-Sheng,Mar;Jun-ichi,Suzuki;Toshimichi,Ito;Hirotaro,Mori;Hiroshi,Fujita;Akio,Hiraki: Jpn.J.Appl.Phys.26. L1903-1906 (1987)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.,kawarada;K.,Nishimura;T.,Ito;J.,Suzuki;K.,Mar;Y.,Yokota;A.,Hiraki: Jpn.J.Appl.Phys.27. L683-L686 (1988)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.,kawarada;K.,Nishimura;K-S.,Mar;Y.,Yokota;J.,Suzuki;T.,Ito;A.,Hiraki: Proo.Mat.Res.Soc.EA-15. 89-92 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川原田洋,鈴木準一,馬京昇,平木昭夫: 応用物理. 57. 1912-1918 (1988)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.,Suzuki;H.,kawarada;K.S.,Mar;J.,Wei;Y.,Yokota;A.,Hiraki: Jpn.J.Appl.Phys.28. L281-L283 (1989)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.,Ma;H.,kawarada;T.,Yonekura;J.,Suzuki;J.,Wei;Y.,Yokota;A.,Hiraki: Appl.Phys.Lete.(1989)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川原田洋,鈴木準一,平木昭夫: "第3章VI 有磁場マイクロ波プラズマ法「人造ダイヤモンド技術ハンドブック」" サイエンス・フォーラム, 219-225 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川原田洋,西村一仁,馬京昇,平木昭夫: "第4章II 電子顕微鏡法およびカソードルミネッセンスによるダイヤモンド薄膜の評価「人造ダイヤモンド技術ハンドブック」" サイエンス・フォーラム, 232-242 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawarada; K.S.Mar; J.Suzuki; T.Ito; H.Mori; H.Fujita; A.HIraki: "Characterization of Diamond Particles and Films Formed by Plasma-Assisted Chemical Vapour Deposition Using High-Voltage Electron Microsocpy" Jpn. J. Appl. Phys.26. 1903-1906 (1987)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawarada; K.Nishimura; T.Ito; J.Suzuki; K.Mar; Y.Yokota; A.Hiraki: "Blue and Green Cathodoluminescence of Diamond Films Formed by Plasma-Assisted Chemical Vapour Deposition" Jpn. J. Appl. Phys.27. 683-686 (1988)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawarada; J.Suzuki; K.S.Mar; A.Hiraki: "Diamond Synthesis Using Magneto-Microwave Plasma at Lower Pressure" Oyo Buturi. 57. 1912-1918 (1988)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Suxuki; H.Kawarada; K.S.Mar; J.Wei; Y.Yokota; A.Hiraki: "The Synthesis of Diamond Films at Lower-Pressure and Lower Temperature Using Magneto-Microwave Plasma CVD" Jpn. J. Appl. Phys.28. 281-283 (1989)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ma; H.Kawarada; T.Yonehara; J.Suzuki; J.Wei; Y.Yokota; A.Hiraki: "Selective Nucleation and Growth of Diamond Particles by Plasma-Assisted Chemical Vapour deposition" Appl. Phys. Lett.54. (1989)

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      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawarada; K.Nishimura; K.S.Mar; A.Hiraki: TEM and Cathodoluminescence Studies of Diamond Particles and Films. Science Forum, 232-242 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Kawarada;Kazuhito Nishimura;Toshimichi Ito;Junichi Suzuki;King-Sheng Mar;Yoshihiro Yokota;Akio Hiraki: Jpn.J.Appl.Phys.27. L683-L686 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawarada;K.Nishimura;K.S.Mar;Y.Yokota;J.Suzuki;T.Ito;A.Hiraki,: Proc.Mat.Res.Soo.EAー15. 89-92 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 川原田洋,鈴木準一,馬京昇,平木昭夫: 応用物理. 57. 1912-1918 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 川原田洋,鈴木準一,平木昭夫: 化学工業. 39. 784-790 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] J.Suzuki;H.Kawarada;K.S.Mar;J.Wei;Y.Yokota;A.Hiraki: Jpn.J.AppL.Phys. 28. L281-L283 (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] J.Ma;H.Kawarada;T.Yonehara;J.Suzuki;J.Wei;Y.Yokota;A.Hiraki: AppL.Phy.Lett.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 川原田洋,鈴木準一,平木昭夫: "第3章VI 有磁場マイクロ波プラズマ法「人造ダイヤモンド技術ハンドブック」" サイエンス・フォーラム, 219-225 (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 川原田洋,西村一仁,馬京昇,平木昭夫: "第4章II 電子顕微鏡法およびカソードルミネッセンスによるダイヤモンド薄膜の評価「人造ダイヤモンド技術ハンドブック」" サイエンス・フォーラム, 232-242 (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi KAWARADA;King Sheng MAR;Akio HIRAKI: Jpn.J.APPL.Phys.26. L1032-L1034 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi KAWARADA;King Sheng MAR;Jun-idi SUZUKI;Toshimichi ITO;Hirotaro MORI;Hiroshi FUJITA;Akio HIRAKI: Jpn.J.APPL.Phys.26. (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi KAWARADA;KazuhitoNISHIMURA;Toshimichi .ITO;Jun:ichi SUZUKI;King Sheng MAR;Yoshihiro YOKOTA;Akio HIRAKI: Jpn.J.Appl.Phys.27. (1988)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書

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公開日: 1987-04-01   更新日: 2016-04-21  

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