2013 Fiscal Year Annual Research Report
ウェットレーザプロセッシングにおける超高速ドーピング機構の研究
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25289105
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
浅野 種正 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 教授 (50126306)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | レーザープロセッシング / レーザードーピング / 炭化シリコン / ドーピング / パワーデバイス |
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| Research Abstract |
代表者らは、リン酸中で炭化シリコン(SiC)半導体にレーザ光を照射するとリンがSiC 内部にドーピングされn 型となり良好なpn 接合を形成できることを見出した。本研究は、このドーピング現象の物理機構を解明し、新しい素子製造法としての基礎を確立することを目的とする。今年度は，リン酸中での照射によって形成したn型とp型基板間のpn接合の特性の評価，およびp型ドーピングの可能性を調査した．また，照射中の発光測定を行うための実験系の組み立てを行った．レーザはフッ化クリプトンのエキシマレーザを用いた．
・リン酸を用いたn型ドーピングにより形成したダイオードの逆方向回復特性を調べた結果，逆回復時間が数百ナノ秒以上あることがわかった．この値はショットキー接触ダイオードのそれに比べて一桁程度大きい値であることから，少数キャリヤの蓄積効果が発現していると言え，pn接合が形成されていることが確認できる．
・塩化アルミニウム水溶液中でレーザを照射すると，アルミニウムを，SiC表面から数十ナノメートルの深さまで導入でき，抵抗が低下することを見出した．ドーピングした領域のホール効果測定を行った結果，p型に転換できており，正孔の移動度が他の方法でドーピングした場合と同等の値になることがわかった．pn接合ダイオードを作製して調査した結果，整流比が8桁程度で理想因子も1に近い良好な整流特性が得られた．一方，逆回復特性については，回復時間が短く，有意な特性が得られていない．
・レーザ照射中の発光が観測された．スペクトルを解析を行った結果，大気中で照射した場合には，シリコンおよび炭素からの発光が明瞭に観測された．これは，プラズマが発生していることを示している．一方，液体中では元素特有の波長での発光は観測されなかったことから，気体中とは異なる現象が生じていることが示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
p型ドーピングの実現，pn接合ダイオードの実現性実証，発光計測による機構の解明に向けた調査開始という今年度の計画を全て実施できた．これらの成果を，3編の国際会議論文，および1編の学術雑誌論文として発表した．
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通り，ドーピング特性の更なる調査と機構の解明を進める．
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