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Non-thermal anealing of the interface between wide band-gap semiconductor and metal induced by femtosecond laser irradiation

Research Project

Project/Area Number 17H03147
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

TOMITA Takuro  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (90359547)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡田 達也  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (20281165)
直井 美貴  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (90253228)
山口 誠  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90329863)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2017: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Keywordsフェムト秒レーザー / レーザー加工・改質 / シリコンカーバイド / 窒化ガリウム / 金属電極 / ワイドバンドギャップ半導体 / ダイアモンド / レーザー合金化 / 界面合金化 / オーミック電極 / 窒化物半導体 / レーザーアニール
Outline of Final Research Achievements

Femtosecond laser irradiation technique was examined for ohmic electrode fabrication on the wide bandgap semiconductors such as silicon carbide (SiC) and p-type gallium nitride (p-GaN).
We irradiated femtosecond laser beam to the samples in two ways. We call them the surface irradiation and the interface irradiation methods. In the surface irradiation method, an electrode was deposited after the irradiation to the sample surface. In the interface irradiation method, after the deposition of the electrodes, femtosecond laser beam was irradiated to the interface between the metal contacts and the wide bandgap semiconductors from the substrate side.
By using these two method, we succeeded in fabricating the ohmic contacts on wide bandgap semiconductors.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、フェムト秒レーザー光をワイドバンドギャップ半導体の表面に照射してから電極を蒸着する方法とワイドバンドギャップ半導体に電極を蒸着してからフェムト秒レーザー光を界面に照射する方法の両方においてオーミック電極作製することに成功した。これらの結果は、シリコンカーバイドや窒化ガリウムに電極を作製する上で簡便かつ自由度の高い方法を提案したことになる。今後、更なる低抵抗電極を実現できれば、ワイドバンドギャップデバイスの性能向上へ大きく繋がることが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (37 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Local melting of Au/Ni thin films irradiated by femtosecond laser through GaN2019

    • Author(s)
      Tatsuya Okada, Takuro Tomita, Hiroyuki Katayama, Yuki Fuchikami, Tomoyuki Ueki, Hiromu Hisazawa and Yasuhiro Tanaka
    • Journal Title

      Applied Physics. A, Materials Science & Processing

      Volume: 125 Issue: 10

    • DOI

      10.1007/s00339-019-2982-1

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Femtosecond-laser-induced modifications on a 4H-SiC surface and their application to low-temperature diffusion at the Ni/SiC interface2018

    • Author(s)
      Okada Tatsuya、Tomita Takuro、Ueki Tomoyuki、Hashimoto Takuya、Fuchikami Yuki、Katayama Hiroyuki、Hisazawa Hiromu、Tanaka Yasuhiro
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Issue: 11 Pages: 116501-116501

    • DOI

      10.7567/jjap.57.116501

    • NAID

      210000149768

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  • [Journal Article] Femtosecond laser?assisted thermal annealing of Ni electrode on SiC substrate2018

    • Author(s)
      Kawakami Hiroki、Naoi Yoshiki、Tomita Takuro
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 8 Issue: 6 Pages: 065204-065204

    • DOI

      10.1063/1.5036804

    • NAID

      120006479012

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Low-temperature diffusion assisted by femtosecond laser-induced modifications at Ni/SiC interface2018

    • Author(s)
      Tatsuya Okada, Takuro Tomita, Tomoyuki Ueki, Takuya Hashimoto, Hiroki Kawakami, Yuki Fuchikami, Hiromu Hisazawa, and Yasuhiro Tanaka
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 0165021-4

    • DOI

      10.7567/apex.11.016502

    • NAID

      210000136095

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  • [Journal Article] Femtosecond-laser-induced modifications on the surface of a single-crystalline diamond2017

    • Author(s)
      Tatsuya Okada, Takuro Tomita, Tomoyuki Ueki, Yuki Masai, Yota Bando, and Yasuhiro Tanaka
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 56 Issue: 11 Pages: 1127011-5

    • DOI

      10.7567/jjap.56.112701

    • NAID

      210000148429

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      Tatsuya Okada, Takuro Tomita, Yuki Fuchikami, Yusaku Mizuo, Hiromu Hisazawa and Yasuhiro Tanaka
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      渕上 裕暉, 薮内 麻由, 宮本 美佑, 二村 大, 山口 誠, 岡田 達也, 富田 卓朗
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      水尾 優作, 渕上 裕暉, 富田 卓朗, 久澤 大夢, 岡田 達也
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      片山 裕之, 直井 美貴, 岡田 達也, 田中 康弘, 富田 卓朗
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      第66回応用物理学会春季学術講演会
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      水尾 優作, 渕上 裕暉, 富田 卓朗, 久澤 大夢, 岡田 達也
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      2019年 第66回 応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集
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  • [Presentation] Study of ohmic contact electrode on p-GaN using moderate crystal damage effect induced by femtosecond laser irradiation technique2018

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      Hiroyuki Katayama, Yoshiki Naoi, Tatsuya Okada, Yasuhiro Tanaka and Takuro Tomita
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      International Workshop on Nitride Semiconductors 2018
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  • [Presentation] Femtosecond laser irradiation for the low contact resistance electrode fabrication on p-type gallium nitride2018

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      Hiroyuki Katayama, Hiroki Kawakami, Yoshiki Naoi and Takuro Tomita
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      19th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2018)
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      富田 卓朗, 竹中 一将, 板東 洋太, 滝谷 悠介, 山口 誠, 田中 康弘, 中島 信一, 岡田 達也
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      渕上 裕暉, 植木 智之, 富田 卓朗, 久澤 大夢, 岡田 達也, 田中 康弘
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      渕上 裕暉, 植木 智之, 富田 卓朗, 久澤 大夢, 岡田 達也, 田中 康弘
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      竹中 一将, 板東 洋太, 滝谷 悠介, 山口 誠, 田中 康弘, 中島 信一, 岡田 達也, 富田 卓朗
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      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/82121/work-ja.html

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  • [Remarks] 徳島大学教育研究者総覧

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/82121/profile-ja.html

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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