| 研究課題/領域番号 |
12750281
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| 研究種目 |
奨励研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 高知工科大学 |
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研究代表者 |
八田 章光 高知工科大学, 工学部, 助教授 (50243184)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | ダイヤモンド / 半導体ダイヤモンド / 単結晶薄膜 / リフトオフ / ホモエピタキシャル成長 / イオン注入法 |
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| 研究概要 |
マイクロ波プラズマCVD装置(既設)を用いて、メタン水素混合ガスを原料とし、高温高圧合成ダイヤモンドIb型の基板上に気相ホモエピタキシャル成長を行なった。イオン注入深さは水素などの高速軽イオンで最大4〜5μm程度であり、これより厚いホモエピタキシャル成長層を作製する必要がある。しかも高品質なダイヤモンドを成膜するため、メタンの濃度を0.5%に低下させることにより成長速度を約0.5μm/hまで低下させ、約10時間の成長を行った。
高速イオン源(既設5MeVイオン散乱分光装置)を使用し、シミュレーションに基づいてヘリウムの高速イオンを注入した。数μm程度の深い位置に欠陥層が形成されたことを確認するため、走査型電子顕微鏡を用いて電子線で励起して、カソードルミネッセンス分光法(大阪大学に既設の設備を借用)などにより深さ方向の欠陥分布を測定した。イオン注入後のダイヤモンドは窒素と欠陥の複合センターによる発光が著しいことが明らかになり、成膜中の窒素低減が課題であることがわかった。
メタンを0.025%以下の超低濃度に希釈すると、成長速度は激減するが、不純物も低減されるという結果が報告されていることから、低濃度で高速成長を得るための新しい合成法として、直流とマイクロ波を複合して供給する新しいCVD方法を用いてエピタキシャル成長に取り組んだが、これまでのところ高品質なエピタキシャル成長が得られていない。成長条件のうち、圧力を数10kPaに上げることが必要と考えている。リフトオフについては、十分な結晶性や膜厚の試料が準備できなかったことと、水素イオン源の電流が十分でなかったため実現できなかった。
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