2004 Fiscal Year Annual Research Report
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16106009
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉田 豊信 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00111477)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
幾原 雄一 東京大学, 工学部附属総合試験所, 教授 (70192474)
近藤 高志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60205557)
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| Keywords | cubic boron nitride / turbostratic boron nitride / UV emission / wide bandgap / sputtering / IVP-CVD |
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| Research Abstract |
本研究5年計画の初年度である平成16年度ではICP-CVD法により堆積されたcBN薄膜における微細構造と機械的物性の評価を行い、超高真空装置における堆積手法の開発のための基本的な情報を得た。同時に、超高真空雰囲気においてPVD法で合成された高純度cBN薄膜についてSiとの異種接合ダイオードの特性評価を行い、膜の電子物性を探った。また、2槽式ICP-CVD装置を設計試作した。具体的な成果は以下のようにまとめられる。
[1]Turbostratic boron nitrideで観察された特異な変形挙動
c軸を堆積基板面に並行にそろえた構造を有する異方的なtBN薄膜をICP-CVD法により堆積し、その機械特性を微細構造に敏感な硬度測定手法であるナノインデンテーション法により評価した。この過程で、従来の無機物質に適用されてきた変形理論では説明が困難である室温でのクリープ挙動を含む粘離的な振る舞いを観察した。この現象は高分解能透過型電子顕微鏡を用いた数nm以下の領域での弾性試験でも再現することが確認された。
[2]cBN及びtBN薄膜の機械特性評価
cBN, tBN薄膜及び、その混相状態でのBN薄膜の機械特性をナノインデンテーションにより評価した。高純度cBN薄膜の硬度は最大で50GPa以上にも及び、sp2結合相が混入することにより硬度が低減することが実験的に確かめられた。
[3]as-deposited cBN/Si異種接合の電子物性評価
超清浄雰囲気sputteringで堆積したn-Si/p-cBN薄膜が異種接合により整流機能を有するダイオードを作製することに成功した。このデバイスによる整流性は室温で4桁以上であり、300℃においても1桁以上の異方性を有していた。高温域までのI-V特性の評価より、順、逆方向バイアスにおいてcBN膜中の正孔に対する障壁高さの挙動が異なることが整流の物理的起源であると説明付けられた。
[4]本研究成否の鍵と成るcBNの超清浄雰囲気でのCVD堆積によるSi基板上でのヘテロエピタキシーを検討するため、新たに2槽式ICP-CVD装置を設計・試作し、作動条件等予備実験に着手した。
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