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パルスレーザデポジション法による炭化シリコン(SiC)薄膜作製プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 11650307
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関佐世保工業高等専門学校

研究代表者

須田 義昭  佐世保工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (20124141)

研究分担者 阿部 久雄  長崎県窯業技術センター, 専門研究員
川崎 仁晴  佐世保工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (10253494)
安部 久雄  長崎県窯業技術センター, 専門研究員
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード炭化シリコン / パルスレーザデポジッション / SiC薄膜 / FT-IR / Nd : YAG Laser / 直流バイアス / XRD / 発光スペクトル / パルスレーザデポジョン / 外部電磁界 / Nd:YAG Laser / オージェ電子分光 / パルスレーザデポジション
研究概要

炭化シリコン(SiC)はワイドバンドギャップ半導体であり,p, n型の荷電子制御が容易であり,絶縁破壊電圧がSiより一桁高く,熱伝導度も高いという特長がある。近年,SiCはSiやGaAsなどの既存の半導体では実現できない電力制御用の高パワー素子や高周波素子への応用の観点から注目を集めており,各国で光電子デバイス等の応用研究が急激に立ち上げられつつある。しかし,SiCの最大かつ基本的課題は高品質・大面積のSiCウェハーおよびSiC薄膜の開発であり、CVD法等の各種薄膜作製法が試みられている。
本研究では,現有のパルスYAGレーザ,イオン源,高周波(または直流)バイアス電源,永久磁石を併用したパルスレーザデポジション(PLD)装置によりSiC薄膜作製を行った。薄膜特性分析にFE-SEM、AES、GXRD、EDX、AFMやFT-IR等を用いた。その結果,SiC薄膜の結晶化には基板温度が非常に重要なパラメータの一つであることを明らかにした。また,磁界を用いた新しいPLD法により,プラズマプルームが変化すること,それによってドロップレットの減少が可能であること,大面積基板上に均一な薄膜が作製可能であること等を明らかにした。これまで困難であった基板温度800℃における結晶性SiC薄膜の作製に成功した。さらに,SiCプラズマプルームからの発光スペクトルを分光分析し,発光種を同定し,SiC薄膜特性とプラズマ特性の関係について検討した。その他の機能性材料としてCrC, WC, TiC, CN, cBN, SiN、TaN等の高硬度薄膜やSnO_2,WO_3,等の薄膜ガスセンサ素子作製も行い,SiC薄膜作製プロセスと比較検討した。以上の研究成果の一部をJJAP、Thin Solid Films等のジャーナルやFSE2001、IIT2000等の国際学会で発表し、従来得られなかった知見を得たものとして、世界的に高い評価を得た。この方面の課題を精力的に研究することは学術的及び工業的観点から非常に重要である。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (75件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (75件)

  • [文献書誌] Y.Suda: "Chromium Carbide Thin Films Synthesized by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.38. 3619-3621 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Silicon Carbide Thin Films Synthesized by Using Pulsed YAG Laser Deposition"J. of the Korean Phys. Society. Vol.35. S88-S91 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Crystalline Silicon Nitride Thin Films Grown by Pulsed YAG Laser Deposition"NanoStructured Phys.. Vol.12. 391-394 (1999)

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  • [文献書誌] H.Kawasaki: "Effects of Ion Beam Energy on the Formation of Cubic Boron Nitride Thin Films by Pulsed Nd/YAG Laser Deposition"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.39. 4525-4527 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Characterization of Crystalline TiC Films Grown by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.39. 4575-4576 (2000)

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  • [文献書誌] H.Kawasaki: "Effects of Cross-Magnetic Field on Thin Film Preparation by Nd/YAG Laser Deposition"Thin Solid Films. Vol.374. 278-281 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Formation and Properties of TiC Thin Films by Pulsed Nd/YAG Laser Deposition"Thin Solid Films. Vol.374. 282-286 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Characteristics of Silicon Carbide Thin Films Prepared by Using Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Method"Grain Boundary Engineering in Ceramics. Vol.118. 535-542 (2001)

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  • [文献書誌] 川崎 仁晴: "パルスレーザデポジション法による炭化シリコン薄膜の作製"長崎県技術開発研究委託事業(学・官枠) 地域研究開発拠点支援事業(RSP)可能性試験研究報告書. 337-357 (2001)

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  • [文献書誌] H.Kawasaki: "Tantalum Nitride Thin Films Synthesized by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Method"Mat. Res. Soc. Symp. Proc.. Vol.617. J3.22.1-J3.22.5 (2001)

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  • [文献書誌] K.Doi: "Preparation of Crystalline Chromium Carbide Thin Films Synthesized by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Mat. Res. Soc. Symp. Proc.. Vol.617. J7.8.1-J7.8.5 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Formation of Properties of Carbon Nitride Thin Films by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.40. 1061-1063 (2001)

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  • [文献書誌] H.Kawasaki: "Characterization of Tantalum Nitride Thin Films Fabricated by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Method"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.40. 2391-2394 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Cubic Boron Nitride Thin Films by Ion-Beam Assisted Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"IEEE Transaction, Proc. of IIT-2000. 785-788 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Synthesis of Tin Oxide Thin Films by Pulsed Laser Deposition Using SnO_2 Targets"Mater. Res, Soc. Symp. Proc.. Vol.672. O10.10.1-O10.10.6 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Preparation of Crystalline TiC Thin Films by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Using Ti Target in Methane Gas"Materials Characterization. (印刷中).

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  • [文献書誌] H.Kawasaki: "NOx gas sensing properties of tungsten oxide thin films synthesized by pulsed laser deposition method"Applied Surface Science. (印刷中).

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  • [文献書誌] Y. Suda: "Chromium Carbide Thin Films Synthesized by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Jpn. J. Appl. Phys. Vol.38. 3619-3621 (1999)

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  • [文献書誌] Y. Suda: "Silicon Carbide Thin Films Synthesized by Using Pulsed YAG Laser Deposition"J. of the Korean Phys. Society. Vol.35. S88-S91 (1999)

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  • [文献書誌] Y. Suda: "Crystalline Silcon Nitride Thin Films Grown by Pulsed YAG Laser Deposition"NanoStructured Materials. Vol.12. 391-394 (1999)

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  • [文献書誌] H. Kawasaki: "Effects of Ion Beam on the Formation of Cubic Boron Nitride Thin Films bf Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Jpn. J. Appl. Phys. Vol.39. 4525-4527 (2000)

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  • [文献書誌] Y. Suda: "Characterization of Crystalline TiC Films Grown by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Jpn. J. Appl. Phys. Vol.39. 4575-4576 (2000)

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  • [文献書誌] H. Kawasaki: "Effects of Cross Magnetic Field on Thin Film Preparation by Pulsed Nd/YAG Laser Deposition"Thin Solid Films. Vol.374. 278-281 (2000)

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  • [文献書誌] Y. Suda: "Formation and Properties of TiC Thin Films by Pulsed Nd/YAG Laser Deposition"Thin Solid Films. Vol.374. 282-286 (2000)

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  • [文献書誌] Y. Suda: "Characteristics of Silicon Carbide Thin Films Prepared by Using Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Method"Grain Boundary Engineering in Ceramics. Vol.118. 535-542 (2001)

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  • [文献書誌] H. Kawasaki: "Tantalum Nitride Thin Films Synthesized by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Method"Mater. Res, Soc. Symp. Proc.. Vol.617. J3.22.1-J3.22.5 (2001)

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  • [文献書誌] K. Doi: "Preparation of Crystalline Chromium Carbide Thin Films Synthesized by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Mater. Res, Soc. Symp. Proc.. Vol.617. J7.8.1-J7.8.5 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawasaki: "Preparation of Silicon Carbide Thin Films by Pulsed Laser Deposition Method"Research Rep6rts or the Regional Science Promoter Program (RSP). 337-357 (2001)

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  • [文献書誌] Y. Suda: "Formation and Properties of Carbon Nitride Thin Films by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Jpn. J. Appl. Phys. Vol.40. 1061-1063 (2001)

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  • [文献書誌] H. Kawasaki: "Characterization of Tantalum Ivfitride Thin Films Fabricated by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Method"Jpn. J. Appl. Phys. Vol.40. 2391-2394 (2001)

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  • [文献書誌] Y. Suda: "Cubic Boron Nitride Thin Films Prepared by Ion Beam Assisted Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"IEEE Transaction, Proc. of IIT2000. 785-788 (2001)

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  • [文献書誌] Y. Suda: "Synthesis of Tin Oxide Thin Films by Pulsed Laser Deposition Using SnO_2 Targets"Mater. Res, Soc. Symp. Proc.. Vol.672. O10.10.1-O10.10.6 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Suda: "Preparation of Crystalline TiC Thin Films by PulsedNd : YAG Laser Deposition Using Ti Target in Methane Gas"Materials Characterization. (in press).

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  • [文献書誌] H. Kawasaki: "NO_x gas sensing properties of tungsten oxide thin films synthesized by pulsed laser deposition method"Applied Surface Science. (in press).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Suda: "Chromium Carbide Thin Films Synthesized by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.38. 3619-3621 (1999)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Suda: "Silicon Carbide Thin Films Synthesized by Using Pulsed YAG Laser Deposition"J. of the Korean Phys. Society. Vol.35. S88-S91 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Crystalline Silicon Nitride Thin Films Grown by Pulsed YAG Laser Deposition"NanoStructured Phys.. Vol.12. 391-394 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Formation and Properties of TiC Thin Films by Pulsed Nd/YAG Laser Deposition"Thin Solid Films. Vol.374. 282-286 (2000)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 川崎 仁晴: "パルスレーザデポジション法による炭化シリコン薄膜の作製"長崎県技術開発研究委託事業(学・官枠)地域研究開発拠点支援事業(RSP)可能性試験研究報告書. 337-357 (2001)

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  • [文献書誌] H.Kawasaki: "Tantalum Nitride Thin Films Synthesized by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Method"Mat. Res. Soc. Symp. Proc.. Vol.617. J3.22.1-J.3.22.5 (2001)

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  • [文献書誌] H.Kawasaki: "Characterization of Tantalum Nitride Thin Films Fabricated by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Method"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.40. 2391-2394 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Suda: "Synthesis of Tin Oxide Thin Films by Pulsed Laser Deposition Using SnO_2 Targets"Mater. Res, Soc. Symp. Proc.. Vol.672. O10.10.1-O10.10.6 (2001)

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  • [文献書誌] H.Kawasaki: "NOx gas sensing properties of tungsten oxide thin films synthesized by pulsed laser depostion method"Applied Surface Science. (印刷中).

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  • [文献書誌] 須田義昭: "PLD法による炭化タングステン薄膜合成"電気関係学会九州支部連合大会論文集. 393 (1999)

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  • [文献書誌] 川崎仁晴: "炭化シリコン薄膜のパルスレーザデポジション法による作製"長崎先端技術開発協議会研究成果発表会. No.140. 31-36 (1999)

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  • [文献書誌] 川崎仁晴: "磁界中PLD法によるプラズマルームの制御I-ドロップレットの軽減-"電気関係学会九州支部連合大会論文集. 295 (1999)

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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