Improvement of crystal quality of heteroepitaxial diamond toward realization of next-generation power electronics devices
| Project/Area Number |
20H02478
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
會田 英雄 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (10811648)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 豊 青山学院大学, 理工学部, 助教 (40838851)
澤邊 厚仁 青山学院大学, 理工学部, 教授 (70187300)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
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| Keywords | ダイヤモンド / ヘテロエピタキシャル成長 / CVD法 / 欠陥密度 |
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| Outline of Research at the Start |
次世代究極半導体ダイヤモンドデバイスの実現に向け、大型ダイヤモンド基板が求められることから、大型化への期待感の高いヘテロエピタキシャルダイヤモンド成長技術に着目する。そこでの喫緊の課題は結晶の高品質化、すなわち欠陥密度の徹底的な低減である。成長時に発生する結晶欠陥を下地基板・成長様式・成長条件・成長テクニックにより抑制して実用レベルの高品質ダイヤモンド基板実現を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
温室効果ガス削減に極めて大きな貢献が期待されるダイヤモンドによる究極の省エネルギーパワー半導体デバイスの実現には、高品質かつ大型のダイヤモンド基板実現が必須である。ヘテロエピタキシャル成長法による基板大型化には目途が付いているが、結晶欠陥密度の低い高品質ダイヤモンド成長技術開発が必要である。ダイヤモンドヘテロエピタキシャル界面からの結晶欠陥の発生そのものを抑制するための完ぺきな下地基板製作と、発生した欠陥を消滅/低減するための欠陥伝搬制御の特殊成長テクニックの開発、ならびにそれらの技術融合を実施した。下地基板となるMgO表面の無じょう乱研磨加工とその後の洗浄およびアニール手法を確立し、原子レベルステップテラス表面創製に成功した。また選択成長技術による転位低減の可能性を見出した。さらに、ダイヤモンドヘテロエピタキシャル成長中の成膜状況および基板反りのリアルタイムモニタリングに世界初で成功した。特に、ダイヤモンド基板の成長時反りは成長時応力を反映しており、低欠陥密度を実現するために必須となる成長時応力発生要因の特定が可能な状況とした。これらの情報を整理し成長条件にフィードバックすることにより低欠陥化のための成膜条件の精密制御が可能となる見込みを立てた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(24 results)
