2014 Fiscal Year Annual Research Report
ダイヤモンド表面の超高濃度キャリア生成機構の統一的解明と次世代デバイスへの展開
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24360124
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
嘉数 誠 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50393731)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白石 賢二 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20334039)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電子電気材料 / 結晶工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①シンクロトロンX線トポグラフィーで、まず基板となる高温高圧合成ダイヤ単結晶の結晶欠陥を特定した。[Kasu,APEX2014]CVDダイヤエピ層の結晶欠陥でも予備的な結果が得られた。②NO2等の無機分子吸着により水素終端ダイヤ表面に非常に高濃度（1x1014cm-2）の正孔が生成することを見出した。[Kubovic,Kasu,JJAP2010]、第一原理計算から、水素終端ダイヤの価電子がNO2吸着分子のSOMO準位に移動し、ダイヤ側で正孔が蓄積する機構を明らかにした[Takagi,Kasu,Surf.Sci.2013]。③Al2O3薄膜を原子層堆積(ALD)法で低温堆積することにより、NO2吸着水素終端ダイヤ表面の正孔チャンネルを熱的に安定化する技術を確立した[Kasu,APEX2012]。これによりFETは200oCの長時間動作でも劣化が殆どなくなった。④シンクロトロン電子分光法でAl2O3絶縁膜／NO2吸着水素終端ダイヤ界面を測定し、酸素に由来する界面準位を観測し、階段型バンドアライメントとバンド不連続値を決定した[Takahashi,Kasu,APL2014]。⑤ダイヤMOSFETのCV測定を行い、自己無撞着Poisson計算との比較から負の界面電荷、界面準位の密度を導出した。[Kasu, 投稿中]⑥上記の技術を用い、劣化がほとんどないダイヤモンドMOSFETを作製し、最大ドレイン電流1.35A/mm、遮断周波数fT;35GHz,fMAX;70GHzと高周波パワー素子として遜色のない、ダイヤで世界最高水準の特性を示した。[Hirama,Kasu,IEEE EDL2012,JJAP2012]上記の①～⑥の申請者らによる成果は、ダイヤ素子の実現性を証明したもので、今年度はMaterials Research Society（MRS）Fall Meeting2014や欧州マイクロ波集積回路会議（EuMIC2014）（Rome）で招待講演を行った。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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