2015 Fiscal Year Annual Research Report
超高濃度二次元キャリアをもつダイヤモンドMOS構造の電子物性と界面構造の解明
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15H03977
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
嘉数 誠 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50393731)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 和敏 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 准教授 (30332183)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ダイヤモンド / MOS構造 / FET |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【ダイヤCVD成長とシンクロトロンX線トポグラフイー観察】高温高圧合成ダイヤ単結晶のシンクロトロンX線トポグラフイー観察を様々な回折条件で行い、その結果の消滅則に基づいた解析から、今年度は積層欠陥がフランク型ではなく、ショックレー型であることを突き止めた。その成果はJJAPに掲載された。
【原子層堆積（ALD）装置の高性能化】オリジナルのALD装置で堆積できるのはAl2O3のみであり、高品質化するための装置の改造を行った。
【無機分子吸着装置の高機能化】水素終端ダイヤ試料にNO2吸着処理により高濃度二次元正孔を生成しているが、NO2以外にNO、SO2、O3でも同様な効果があり、これらの無機分子の吸着処理を可能にする装置を製作した。つぎに、吸着過程、脱離過程の時間変化を測定し、NO吸着では３つのステップが観察され、このことから３分子層の吸着が起こっていることが示唆された。またSO2吸着では、NO2よりかなり遅い時間変化になることがわかった。
【シンクロトロン光電子分光法によるMOS界面電子状態の解明】本学のシンクロトロン光を用いた光電子分光法（XPS/UPS/XANES）測定で、酸素由来の界面準位が超高濃度のホール（アクセプタ）の起源かどうか確認するため、NO、SO2、O3など吸着分子を変えて比較を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
設定した課題が多く、容量電圧測定による研究は準備段階で終わってしまった。
次年度に精力的に進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. MOS構造の原子界面構造や熱的安定化機構の解明
NO2吸着水素終端ダイヤモンド表面にAl2O3パッシベーションすると熱的に安定化できることを見出しているが、そのAl2O3膜の成膜条件依存性、耐温度特性、その熱的安定化の構造的機構を明らかにする。
２．ダイヤモンドMOS界面電荷密度・界面準位の解明
NO2以外のNO、SO2, O3吸着処理による界面準位の違いをCV測定から明らかにしていく。
a.光励起CV測定によるMOS界面電荷密度、界面準位の解明では、光照射容量電圧特性測定を行い、熱励起では検出できないギャップの深いところに位置する界面準位の測定を行う。
b.深紫外光励起シンクロトロン電子分光法によるMOS界面での電子ダイナミックスでは、深紫外光励起により生成される電子正孔対の空間分離により引き起こされる表面光起電力（SPV）のレーザーと放射光を組み合せた内殻光電子分光測定をおこなう。SPVの緩和過程により明らかになる光励起キャリアの再結合過程を酸化保護膜とのバンドアライメントへの依存性や種々の分子種での界面準位への依存性と関連付けながら明らかにする。
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[Presentation] Diamond FETs for RF Power Electronics; Novel Hole Doping2016
Author(s)
Makoto Kasu
Organizer
8th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials / 9th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science (ISPlasma2016)
Place of Presentation
名古屋
Year and Date
2016-03-06 – 2016-03-10
Int'l Joint Research / Invited
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