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高濃度不純物ドープ縮退ダイヤモンド層の巨大クラスター化とその高機能デバイス応用

研究課題

研究課題/領域番号 15H03557
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 結晶工学
研究機関大阪大学

研究代表者

伊藤 利道  大阪大学, 工学研究科, 教授 (00183004)

研究分担者 毎田 修  大阪大学, 工学研究科, 助教 (40346177)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2015年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワードCVDダイヤモンド / マイクロ波プラズマCVD / ワイドギャップ半導体 / 不純物ドーピング / CVD製膜装置 / p型半導体 / CVD成膜装置 / p型半導体 / マイクロ波プラズマCVD / CVD成膜装置 / 成膜装置
研究成果の概要

本研究では、高い機能性を有するCVDダイヤモンドの更なる研究展開を目指し、(1)高濃度ドープに伴うキャリア移動度の異常な低下の抑制や(2)新規マイクロ波プラズマ(MWP)CVD成膜装置の開発を行った。主な研究成果の概要は以下の通りである。(1)縮退した高濃度ホウ素ドープ層をナノサイズに分断(クラスター化)し、低濃度ドープ層で埋め込むことにより、活性化エネルギーの低減とキャリア移動度低下の抑制が両立できた。その際、当該クラスターサイズの均一性と周期性が重要であった。(2) ダイヤモンド成膜と大面積化成膜が期待できる円錐台形状の反応容器を有するMWPCVDの試作器が開発できた。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Behavior of nitrogen-related luminescence centers in laser-cut single-crystalline diamond under irradiation with keV electron beam2017

    • 著者名/発表者名
      Maruoka Kenji、Naito Taiki、Maida Osamu、Ito Toshimichi
    • 雑誌名

      MRS Advances

      巻: 2 号: 43 ページ: 2355-2360

    • DOI

      10.1557/adv.2017.414

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Deep Defects in Boron-Doped CVD Diamond Films Using Transient Photocapacitance Method2017

    • 著者名/発表者名
      O. Maida, T. Hori, T. Kodama and T. Ito
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 印刷中 ページ: 203-206

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2016.12.001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improvement on p-type CVD diamond semiconducting properties by fabricating thin heavily-boron-doped multi-layer clusters isolated each other in unintentionally boron-doped diamond layer2017

    • 著者名/発表者名
      Maida Osamu、Tabuchi Tomohiro、Ito Toshimichi
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 480 ページ: 51-55

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2017.10.008

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Deep Defects in Boron-Doped CVD Diamond Films Using Transient Photocapacitance Method2017

    • 著者名/発表者名
      O. Maida, T. Hori, T. Kodama and T. Ito
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processsing

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Characterization of the high-quality CVD diamond films for quantum information device2018

    • 著者名/発表者名
      O. Maida, T. Ito
    • 学会等名
      Advanced Materials World Congress 2018, Singapore,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ダイヤモンド(111)基板ホモエピタキシャル成長における基板オフ方位及びメタン濃度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      児玉大志、毎田修、伊藤利道
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会(2018年春季)、早稲田大学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧合成ダイヤモンド基板上のホモエピタキシャルCVD成長段階で形成されるCVDダイヤモンド単結晶基板中の結晶欠陥の抑制2018

    • 著者名/発表者名
      丸岡憲史、毎田修、伊藤利道
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会(2018年春季)、早稲田大学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素添加ホモエピタキシャル成長ダイヤモンド薄膜の過渡光容量法を用いた結晶欠陥評価2017

    • 著者名/発表者名
      児玉 大志,毎田 修,伊藤 利道
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CVDダイヤモンド検出器のkeV電子に対する検出特性における信号電流増幅現象2017

    • 著者名/発表者名
      福島 慎市,清水 彰人,毎田 修,伊藤 利道
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] SiOxハードマスクを用いた高アスペクト比ダイヤモンドエッチングプロセス2017

    • 著者名/発表者名
      別府 晟多,毎田 修,伊藤 利道
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 単結晶ダイヤモンドのレーザー切断(001)面におけるkeV電子線照射及び水素プラズマ照射効果2017

    • 著者名/発表者名
      丸岡 憲史,毎田 修,伊藤 利道
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Behavior of nitrogen-related luminescence centers in laser-cut single-crystalline diamond under irradiation of keV electron beam2017

    • 著者名/発表者名
      K. Maruoka, T. Naito, O. Maida, T. Ito
    • 学会等名
      2017 MRS Spring Meeting, Arizona, USA
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単結晶ダイヤモンドのレーザー切断(001)面における電気伝導性及びCLスペクトルの表面処理依存性2016

    • 著者名/発表者名
      丸岡 憲史,内藤 大樹,毎田 修,伊藤 利道
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター(新潟市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Transient photocapacitance study of deep-level defects in boron-doped diamond films2016

    • 著者名/発表者名
      O. Maida, T. Hori, T. Kodama and T. Ito
    • 学会等名
      International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Improvement on p-type CVD diamond semiconducting properties by fabricating thin heavily-boron-doped multi-layer clusters isolated each other2016

    • 著者名/発表者名
      O. Maida, T. Tabuchi and T. Ito
    • 学会等名
      20th International Vacuum Congress
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of Deep Defects in Boron-Doped CVD Diamond Films Using Transient Photocapacitance Method2016

    • 著者名/発表者名
      O. Maida, T. Hori, T. Kodama and T. Ito
    • 学会等名
      7th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces / International SiGe Technology and Device Meeting
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分散化した高濃度ホウ素ドープ縮退CVDダイヤモンド多層膜構造のマクロスコピックな半導体特性2016

    • 著者名/発表者名
      田淵 智大
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 微細構造を有するCVDダイヤモンド検出器のkeV電子の検出特性2016

    • 著者名/発表者名
      清水 彰人
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高濃度ホウ素ドープダイヤモンド薄膜を用いた積層構造の作製とその積層構造の分散・埋め込みに関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      田淵 智大
    • 学会等名
      第56回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 単結晶CVDダイヤモンドにおける周期的微細柱状構造の作製とその粒子検出器への応用2015

    • 著者名/発表者名
      清水 彰人
    • 学会等名
      第56回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 旧伊藤研究室

    • URL

      http://daiyan.eei.eng.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 伊藤研究室 @大阪大学 電気電子情報工学専攻

    • URL

      http://daiyan.eei.eng.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 伊藤研究室@大阪大学 電気電子情報工学専攻 (Ito Laboratory)

    • URL

      http://daiyan.eei.eng.osaka-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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