高品質ダイヤモンド薄膜の評価技術の確立と10GHz帯弾性表面波デバイス

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18360158
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小田川 裕之 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (00250845)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 櫛引 淳一 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (50108578) ; 荒川 元孝 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (00333865) ; 大橋 雄二 東北大学, 大学院工学研究科, COEフェロー (50396462) ; 鹿田 真一 独立行政法人産業技術総合研究所, ダイヤモンド研究センター, 研究チーム長 (00415689)
• Keywords: 超音波計測 / ダイヤモンド薄膜 / 弾性表面波 / 超精密計測 / 電子・電気材料

Research Abstract

1.ダイヤモンド薄膜の音速と減衰係数の測定法の研究
今回開発する薄膜音響特性計測システムは、最近開発したGHz帯で計測可能な薄層多重干渉法を多層構造に拡張することで実現することとし、その検討を行った。現在のシステムは1.8GHzまで計測可能であるため、それを薄膜用に適用できるようにした。また、測定波形から試料の音速及び減衰係数を導く手順と理論式の導出を行った。更に、計測に必要な超音波デバイスを設計し、デバイスと試料間のカプラ厚や試料厚等の検討を行った。これについては、来年度も引き続き検討し、精度、安定性の両面から測定条件の最適化を行う予定である。
2.高温高圧合成(HPHT)法により作製されたダイヤモンド基板と、その上にマイクロ波プラズマ化学気相成長(MPCVD)法でダイヤモンドをホモエピタキシャル成長させた試料を、直線集束ビーム超音波材料解析システム(LFB-UMCシステム)を用いて弾性特性の面内分布を測定した。本測定データを用いて、今後、X線回折等の結果と比較し薄膜の特性とバルク結晶の相違を考察していく予定である。
3.2の試料について、ボンド法を用いたX線回折により格子定数の精密測定を行った。成長軸に沿って格子定数の分布を測定したところ、MPCVD成長開始直後から格子定数がHPHT基板に比べて小さくなっており、MPCVDを繰り返し成長させるにしたがって緩やかに格子定数が大きくなる傾向を捕らえた。これは、MPCVDの育成条件の変化を捉えているものと考えられ、今後変化の要因について検討を行う予定である。