| 研究課題/領域番号 |
13355028
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
吉田 豊信 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00111477)
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| 研究分担者 |
山本 剛久 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (20220478)
神原 淳 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80359661)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
50,310千円 (直接経費: 38,700千円、間接経費: 11,610千円)
2003年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2002年度: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
2001年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
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| キーワード | cBN薄膜 / 電子物性 / 高温半導体 / n型ドーピング / ワイドギャップ半導体 / 粘弾性 / 整流特性 / BNナノアレイ / ドーピング / ワイドギャップ / 半導体特性 / ブラズマCVD / スパッタリング / イオンインプランテーション / 臨界損傷 |
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| 研究概要 |
本研究では、ナノ結晶構造を有するcBN薄膜の物性評価、デバイス創製を目的とした。研究期間における主な成果は以下の通りである。
【1.TDBTによるICP-CVD法における結晶層のみからなるcBN堆積】
ICP-CVDによる薄膜堆積過程に対し、イオンエネルギーの時空間制御を行う時間制御バイアススパッタ法(TDBT)を開発・適用する事により、結晶相のみから成るcBN薄膜をSi基板上に実現した。
【2.N空孔をアクセプターとするcBNプロトタイプデバイスの実証】
残留不純物密度を極力下げた超高真空スパッタ法を適用し堆積されたcBN薄膜において、cBN/Siヘテロ構造の高温整流特性が300℃までの高温度域においても強いノンオーミック性を有する事を確認し、その明確な温度依存性からBN中の窒素空孔によるp型伝導によるバンド変化が可能にしていることを明かにした。
【3.超高真空スパッタにおけるドーピングプロセスの開発】
上述as-depo薄膜によるデバイス創製と並行し、固体Siを利用したドーピング実験により、負のDCバイアスを印加されたSi短針のプラズマ中へ挿入する実験的手法を開発し、バイアスの大きさと基板位置の関係によりSIMS分析より確認されるドープ濃度が5桁以上のレンジで制御可能であることを確認した。
【4.BNNT構造化及びその特異機械挙動の発見】
ICP-CVDの付随的な実験において、数nm以下の幅を持つシリコンエッジ上に同程度の厚さからなるナノサイズで整列した層状BN構造(BNナノアレイ)の作製に成功した。透過型電子顕微鏡によるその場観察より、このナノ構造が剪断応力に対し0.3nmの極めて小さい曲率半径まで可逆的な変形が可能である、従来のイオン結合体セラミックの材料力学理論では説明できない塑性変形能を確認した。
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