| Research Abstract |
炭化シリコン(SiC)はワイドバンドギャップ半導体(ポリタイプにより2.2〜3.3eVとSiの2〜3倍)であり,p,n型の荷電子制御が容易であり,絶縁破壊電圧がSiより一桁高く,熱伝導度も高いという特長がある。近年,SiCはSiやGaAsなどの既存の半導体では実現できない電力制御用の高パワー素子や高周波素子への応用の観点から注目を集めており,各国で素子応用研究が急激に立ち上げられつつある。しかし,SiCの最大かつ基本的課題は高品質・大面積のSiCウェハーおよびSiC薄膜の開発である。
本研究では,現有のパルスYAGレーザ,イオン源,高周波(または直流)バイアス電源,永久磁石(または電磁石用コイル)を併用したパルスレーザデポジション(PLD)装置によりSiC薄膜作製を行った。薄膜特性分析にオージェ電子分光分析装置,薄膜X線回折装置,走査電子顕微鏡,電子線マイクロアナライザ,フーリエ変換型赤外分光分析装置や原子間力顕微鏡等を用いた。その結果,SiC薄膜の結晶化には基板温度が非常に重要なパラメータの一つであることを明らかにした。また,ターゲットに磁場をかけることにより,SiCクラスターが減少し,膜質が大きく改善できることを明らかにした。さらに,SiCプラズマプルームからの発光スペクトルを分光分析し,発光種を同定し,SiC薄膜特性とプラズマ特性の関係について検討した。
その他の高硬度炭化物材料としてCrC,WC,TiC薄膜作製についても検討し,SiC薄膜作製プロセスと比較検討した。
研究成果の一部をJpn.J.Appl.Phys.,JFCC International Workshop on Fine Ceramics2000,BANPIS2000,第17回プラズマプロセシング研究会プロシーディングス,電気関係学会九州支部連合大会,応用物理学会九州支部大会,長崎先端技術開発協議会研究成等で発表した。
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