ダイヤモンドパワーデバイス実現に向けた高品質な接合のためのイオン注入に関する研究

• Project/Area Number: 25K01224
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 小倉 政彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80356716)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 智朗 法政大学, イオンビーム工学研究所, 教授 (80388149)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2029: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2028: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2027: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2026: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2025: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: イオン注入 / パワーデバイス / ダイヤモンド / 伝導性制御 / 半導体

Outline of Research at the Start

本研究は、ダイヤモンドによる低損失で耐環境な次世代パワーデバイス実現に向けて、デバイスのデザインフレキシビリティの点で有利なイオン注入プロセスを適用させるための課題を克服するために行う。これまでの研究で、pn接合付近でのイオン注入特有の濃度勾配や欠陥による遷移層が、pn接合や反転MOSFETのon動作時の性能を大きく損ねる（抵抗が大きい）原因であることが示唆されている。そのため本研究では遷移層のメカニズム同定を行うとともに、濃度勾配と欠陥層を抑制するために、低エネルギー、チャネリング条件という２通りのイオン注入によって遷移層の低減を図り、以て高品質なpn接合を目指す。