2010 Fiscal Year Annual Research Report
高品質CVDダイヤモンドを用いた高機能電子デバイス開発の基礎研究
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21246011
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
伊藤 利道 大阪大学, 工学研究科, 助教 (00183004)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
毎田 修 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40346177)
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| Keywords | CVDダイヤモンド / マイクロ波プラズマCVD / 微斜面基板 / 自立膜 / ホウ素ドープダイヤモンド / 不純物伝導 / ダイヤモンド検出器 / ダイヤモンドパワーデバイス |
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| Research Abstract |
本年度は、(1)「高速応答性・2次元検出機能を有するダイヤモンド信号検出・増幅素子の作製」、(2)「p型及びn型CVDダイヤモンドの高品質化作製プロセスの開発」及び(3)「ダイヤモンド電子デバイス作製の基礎プロセスの開発」について研究を行った。まず(1)については、(1)高品質ホモエピ自立膜では、高電力密度プラズマ(WP)CVD法によりメタン濃度5%で<110>方向に微小角傾いた(001)基板上のホモエピにより作製することが推奨されるが、低品質基板の分離後に行う機械研磨の影響を除去することがCVD自立膜の高品質性の維持には肝要であることが判明した。(2)サイズの異なる微小ショットキー電極を形成するため、収束イオンビームを用いた作製プロセスを開発した。(3)電極サイズが充分小さくなればダイヤモンド検出器の信号強度が増大することを見出すとともに、位置敏感型ダイヤモンド検出器を試作した。また、(4)モンテカルロシミュレーションにより、ダイヤモンド個人線量計における適正な素子構造を見出した。(2)については、(1)作製した局所的高濃度ホウ素ドープ試料がダイヤモンド電子デバイスの高機能化に有用であることを明らかにした。(2)高濃度ホウ素ドープ試料における不純物バンド伝導や格子定数の変化について新たな知見を得た。また、(3)燐ドープ試料については、微斜面基板におけるホモエピプロセスにおいて、これまで用いていた温度より高温度領域に適正な合成条件があることを見出した。さちに、(4)有効性が確認されたδ燐ドープ層の積層方法の有効なMWPCVDプロセスについて知見が得られた。(3)については、(1)パワーエレクトロニクスデバイスへの応用を目指し、デバイスシミュレータにより主としてホウ素ドープp型層とアンドープ層とを主体とするノーマリオフ型デバイス構造の候補を見出した。
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