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不純物ナノドーピング法による低抵抗半導体ダイヤモンドの創製

Research Project

Project/Area Number 18760241
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

寺地 徳之  National Institute for Materials Science, センサ材料センター, 主任研究員 (50332747)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Keywordsダイヤモンド / 化学気相合成 / ドーピング
Research Abstract

本課題研究では、ダイヤモンドの低抵抗化を目標に、アクセプター不純物であるホウ素の高濃度ドーピングを試みた。取り込み効率を向上させるために基板表面のナノ構造化を行ったが、本研究で試みた薄膜合成の条件下では顕著な改善が見られなかった。一方でプラズマの高密度化は取り込み率の向上に有効であり、マイクロ波投入電力が低い場合でも効果が確認された。また高プラズマ密度化することで合成の最適条件を高メタン側に移動する事を明らかにした。
得られた結晶の欠陥を、ショットキーダイオードを形成して評価したところ、ダイオード特性としては耐圧が1kV以上と優れた特性を示したが、深いエネルギー位置にある欠陥の電子状態を評価したところドナーおよびアクセプター型欠陥がそれぞれ比較的高い欠陥密度で形成されている事が分かった。またカソードルミネッセンスによる発光分光測定を行ったところ、アクセプター濃度が10^<19>cm^<-3>を超える高濃度結晶の場合には、ホウ素の束縛励起子の再結合発光とは発光波長が異なる発光スペクトルが得られた。この結果は、高濃度にホウ素をドーピングした場合、ホウ素が凝集した形態を採るなど、低濃度の場合と異なる電子状態を形成していることを意味している。
デバイス応用を念頭に置いた高濃度ドーピングを行う場合には、深い準位やホウ素の取り込み形態を含めた合成条件の検討が必要である。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Ohmic contact for p-type diamond without post-annealing2008

    • Author(s)
      T. Teraji, S. Koizumi, and Y. Koide
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics (印刷中)

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      2007 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Ohmic contact for p-type diamond without post-annealing2008

    • Author(s)
      T. Teraji, S. Koizumi, and Y. Koide
    • Journal Title

      Applied Surface Science (印刷中)

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  • [Journal Article] Near-Surface Defects in Boron-Doped Diamond Schottky Diodes Studied From Capacitance Transients2008

    • Author(s)
      P. Muret, J. Pernot, T. Teraji, and T. Ito
    • Journal Title

      Applied Physics Express 1

      Pages: 0350031-3

    • NAID

      10025079660

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  • [Journal Article] Characterization of boron doped diamond epilayers grown in a NIRIM type reactor2008

    • Author(s)
      V. Mortet, M. Daenen, T. Teraji, A. Lazea, V. Vorlicek, J. D' Haen, K. Haenen and M. D' Olieslaeger
    • Journal Title

      Diamond Related Materials (印刷中)

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electric Field Breakdown of Lateral Schottky Diodes of Diamond2007

    • Author(s)
      T.Teraji, S.Koizumi, Y.Koide, T.Ito
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 46・9

    • NAID

      10018903062

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Chemical vapor deposition of homoepitaxial diamond films2006

    • Author(s)
      Tokuyuki Teraji
    • Journal Title

      physica status solidi(a) 203・13

      Pages: 3324-3357

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Highly efficient doping of boron into high-quality homoepitaxial diamond films2006

    • Author(s)
      T.Teraji, H.Wada, M.Yamamoto, K.Arima, T.Ito
    • Journal Title

      Diamond and Related Materials 15・4-8

      Pages: 602-606

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  • [Presentation] 過渡容量分光法によるホウ素ドープダイヤモンドの深い準位の評価2008

    • Author(s)
      寺地徳之, Pierre MURET, Julien PERNOT, 伊藤利道
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      千葉県船橋市日本大学理工
    • Year and Date
      2008-03-27
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    • Author(s)
      寺地徳之, 小泉 聡, 小出康夫, 伊藤利道
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      千葉県船橋市日本大学理工
    • Year and Date
      2008-03-27
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      T. Teraji, T. Ito
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      ベルギー、ハッセルト市 カルチャーセンター
    • Year and Date
      2008-02-27
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    • Author(s)
      寺地徳之, 小泉 聡, 小出康夫, 伊藤利道
    • Organizer
      第21回ダイヤモンドシンポジウム
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      新潟県長岡市長岡技術科学大学
    • Year and Date
      2007-11-22
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  • [Presentation] Breakdown Field of Lateral-type Schottky Diodes of Diamond2007

    • Author(s)
      T. Teraji, S. Koizumi, Y. Koide, and T. Ito
    • Organizer
      Fifth International Symposium on Control of Semicondu ctor Interfaces
    • Place of Presentation
      Tokyo Metropolitan University, Hachioji, Tokyo
    • Year and Date
      2007-11-13
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  • [Presentation] 低濃度p型ダイヤモンド薄膜に形成した横型ショットキーダイオード2007

    • Author(s)
      寺地徳之, 小泉 聡, 小出康夫, 伊藤利道
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-06
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      2007 Annual Research Report
  • [Book] Chapter 3: Chemical Vapor Deposition of Homoepitaxial Diamond Films Physics and Applications of CVD Diamond (Koizumi, Satoshi/Nebel, Christoph/Nesladek, Milos (eds.))2008

    • Author(s)
      Tokuyuki Teraji
    • Publisher
      Wiley-VCH
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      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ダイヤモンド半導体デバイス2007

    • Inventor(s)
      寺地徳之、小泉聡、小出康夫
    • Industrial Property Rights Holder
      物質・材料研究機構
    • Industrial Property Number
      2007-175702
    • Filing Date
      2007-07-04
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ダイヤモンド表面の改質方法とそれに用いるカバー材2007

    • Inventor(s)
      寺地徳之、小泉聡、小出康夫
    • Industrial Property Rights Holder
      物質・材料研究機構
    • Industrial Property Number
      2007-186377
    • Filing Date
      2007-07-18
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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