2011 Fiscal Year Annual Research Report
ＳｉＣバッファー層を用いたＳｉ基板上へのダイヤモンド薄膜の成長
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21560334
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
加藤 喜峰 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60380573)
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| Keywords | 結晶成長 / シリコンカーバイド / ナノ結晶ダイヤモンド / マイクロ波プラズマＣＶＤ / ＳｉＣ |
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| Research Abstract |
本研究の目的は将来の安価なパワーデバイスを目指して、安価なｐ型Ｓｉ基板上にＳｉＣ(シリコンカーバイド)／ｎ型ナノ結晶ダイヤモンド（ＮＣＤ）薄膜を成膜し、高耐圧のｐｎダイオードデバイスを製作する基盤技術を確立することにある。 ２３年度に生じた「熱ＣＶＤ成膜装置」の加熱ヒーターの不具合を改造することにより解決し、ｐ型Ｓｉ基板上にＳｉＣ薄膜を成長させるための最適化条件確立および、その上にｎ－ＮＣＤを成膜することによりｐｎダイオード製作を行なった。
1. ｐ型Ｓｉ基板へのＳｉＣ薄膜の成長： 基板温度７５０℃においてＳｉ（００１）基板上にエチレンガスを当てて表面の炭化を行い、その後、基板温度８００℃温度でトリメチルシラン(CH3)3SiHガスを用いて、３Ｃ－ＳｉＣ膜の成長を行った。７５０℃の炭化ではＳｉ基板表面には逆ピラミッド型のボイドができないことを見出した。しかし、結晶性などの膜質はまだ改善の余地があり、今後もまだ最適条件を見いだして行く必要がある。結晶評価にはＸＲＤ、ＦＴＩＲ（赤外吸収）、ラマン分光、ＳＥＭなどを用いて評価した。
2.ｐ型Ｓｉ基板／ＳｉＣ薄膜上へのＮＣＤ成長： 上記で見出した最適条件で、ｐ－Ｓｉ基板上に成長したＳｉＣ上にｎ－ＮＣＤ薄膜を成長させ、ｐｎダイオードを製作した。研究終了時点で整流比約１５０程度のダイオード特性（室温）が得られた。ＮＣＤはマイクロ波プラズマＣＶＤ法により形成し、成膜条件はCH4:N2:Ar=2:60:138の比でガスを使用し、成膜時間:120min、圧力100Torr、基板温度830℃で統一した。また、スパッタリング法によりNi電極を形成した。
今後、ｐｎダイオードのリーク電流を押さえ、特性を向上を図るためには、ｐ型Ｓｉ基板上のＳｉＣ薄膜のさらなる結晶性向上が不可欠である。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
23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 |
23年度が最終年度であるため、記入しない。
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