2012 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(系)研究科(研究院), 教授 (00183004)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
毎田 修 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40346177)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2013-03-31
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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(001)基板 / ホウ素ドープダイヤモンド / 粒子検出器 / パワーデバイス / 不純物バンド伝導 / 燐ドープダイヤモンド |
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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光子・粒子検出器の実現、２．アンドープ、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適正化、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構築への寄与、について研究を行った。
１．について、(1) デバイスシミュレータにより素子構造を適正化したｐ型層を抵抗層とする位置検出可能なダイヤモンド検出器を、市販のＣＶＤ基板や高圧合成Ib基板を用いて作製した場合、待機中の消費電力を十分下げ、極微小信号を検出するには、高品質化したホモエピ膜の均一性が不十分であり、残存貫通欠陥を更に低密度化する必要があった。また、(2) 電子線に対する検出特性には信号増幅効果が観測された。
２．について、微斜面(001)基板に対して、(1) ホモエピした、室温以下でキャリアが縮退した高濃度ホウ素ドープ薄膜層を、適切な水素プラズマ照射により非縮退化した後、アンドープ薄膜層のエピ成長、並びに、同様な高濃度ホウ素ドープ層のエピ・非縮退化を繰返す積層構造作製の基礎プロセスを開発し、その有用性を明らかにした。(2) マイクロ波プラズマＣＶＤ法における高濃度燐デルタドープ層の多層積層プロセスを開発し、n型試料作製に対する有効性を実証した。
３．において、(1) 燐ドープｎ型(001)試料のオーミック電極形成におけるポストプロセスでは、赤外線や窒素プラズマによる急速加熱は有効であるが、水素プラズマ急速加熱は有用でないことが分かった。(2) 微斜面(001)基板上にダイヤモンドp-i-n接合を形成し、電流注入による深紫外領域の自由励起子発光を微弱ながら確認した。また、(3) デバイスシミュレータにより素子構造を適正化したノーマリオフ型ダイヤモンドＦＥＴを試作した結果、期待される特性を十分に得るにはゲート絶縁膜の品質向上が必要であることが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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