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フェムト秒レーザー光照射によるワイドバンドギャップ半導体と金属界面の非熱的合金化

研究課題

研究課題/領域番号 17H03147
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 機械材料・材料力学
研究機関徳島大学

研究代表者

富田 卓朗  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (90359547)

研究分担者 岡田 達也  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (20281165)
直井 美貴  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (90253228)
山口 誠  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90329863)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
キーワードフェムト秒レーザー / レーザー加工・改質 / シリコンカーバイド / 窒化ガリウム / 金属電極 / ワイドバンドギャップ半導体 / ダイアモンド / レーザー合金化 / 界面合金化 / オーミック電極 / 窒化物半導体 / レーザーアニール
研究成果の概要

本研究では、フェムト秒レーザー光照射により、金属とシリコンカーバイド及び窒化ガリウム間にオーミック接触を作製することを目標とした。レーザー照射には二通りの方法を用いた。一つは、試料表面からレーザー照射を行い、それから電極を蒸着する手法である。もう一つは、先に電極を蒸着してから半導体側からレーザーを照射する手法である。これらの手法を用いることで比較的低温の熱アニールもしくは熱アニールを必要としないオーミック電極の作製に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、フェムト秒レーザー光をワイドバンドギャップ半導体の表面に照射してから電極を蒸着する方法とワイドバンドギャップ半導体に電極を蒸着してからフェムト秒レーザー光を界面に照射する方法の両方においてオーミック電極作製することに成功した。これらの結果は、シリコンカーバイドや窒化ガリウムに電極を作製する上で簡便かつ自由度の高い方法を提案したことになる。今後、更なる低抵抗電極を実現できれば、ワイドバンドギャップデバイスの性能向上へ大きく繋がることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Local melting of Au/Ni thin films irradiated by femtosecond laser through GaN2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Okada, Takuro Tomita, Hiroyuki Katayama, Yuki Fuchikami, Tomoyuki Ueki, Hiromu Hisazawa and Yasuhiro Tanaka
    • 雑誌名

      Applied Physics. A, Materials Science & Processing

      巻: 125 号: 10

    • DOI

      10.1007/s00339-019-2982-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Femtosecond-laser-induced modifications on a 4H-SiC surface and their application to low-temperature diffusion at the Ni/SiC interface2018

    • 著者名/発表者名
      Okada Tatsuya、Tomita Takuro、Ueki Tomoyuki、Hashimoto Takuya、Fuchikami Yuki、Katayama Hiroyuki、Hisazawa Hiromu、Tanaka Yasuhiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 11 ページ: 116501-116501

    • DOI

      10.7567/jjap.57.116501

    • NAID

      210000149768

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Femtosecond laser?assisted thermal annealing of Ni electrode on SiC substrate2018

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Hiroki、Naoi Yoshiki、Tomita Takuro
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 号: 6 ページ: 065204-065204

    • DOI

      10.1063/1.5036804

    • NAID

      120006479012

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Low-temperature diffusion assisted by femtosecond laser-induced modifications at Ni/SiC interface2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Okada, Takuro Tomita, Tomoyuki Ueki, Takuya Hashimoto, Hiroki Kawakami, Yuki Fuchikami, Hiromu Hisazawa, and Yasuhiro Tanaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 11 号: 1 ページ: 0165021-4

    • DOI

      10.7567/apex.11.016502

    • NAID

      210000136095

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Femtosecond-laser-induced modifications on the surface of a single-crystalline diamond2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Okada, Takuro Tomita, Tomoyuki Ueki, Yuki Masai, Yota Bando, and Yasuhiro Tanaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 11 ページ: 1127011-5

    • DOI

      10.7567/jjap.56.112701

    • NAID

      210000148429

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Formation of Ohmic Contact at Ni/SiC Interface with the Assistance of Femtosecond-Laser-Induced Modifications2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Okada, Takuro Tomita, Yuki Fuchikami, Yusaku Mizuo, Hiromu Hisazawa and Yasuhiro Tanaka
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Femtosecond laser irradiation aided low-temperature thermal anneal of Ni electrode on SiC2019

    • 著者名/発表者名
      Takuro Tomita, Hiroki Kawakami and Yoshiki Naoi
    • 学会等名
      The 8th International Congress on Laser Advanced Materials Processin
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 走査型電子顕微鏡を用いたフェムト秒レーザー加工過程のパルス分解観察2019

    • 著者名/発表者名
      渕上 裕暉, 薮内 麻由, 宮本 美佑, 二村 大, 山口 誠, 岡田 達也, 富田 卓朗
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] SiC単結晶表面におけるフェムト秒レーザ照射誘起改質を応用したNi電極の作製2019

    • 著者名/発表者名
      水尾 優作, 渕上 裕暉, 久澤 大夢, 富田 卓朗, 岡田 達也
    • 学会等名
      日本金属学会中国四国支部第59回講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド単結晶表面におけるフェムト秒レーザ照射誘起改質とTiの反応2019

    • 著者名/発表者名
      内田 健介, 今垣 諒彌, 植木 智之, 久澤 大夢, 富田 卓朗, 岡田 達也, 田中 康弘
    • 学会等名
      日本金属学会中国四国支部第59回講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザ照射誘起改質を導入したSiC単結晶上Ni電極の特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      水尾 優作, 渕上 裕暉, 富田 卓朗, 久澤 大夢, 岡田 達也
    • 学会等名
      2019年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー照射による結晶改質がp-GaNへのオーミックコンタクトに与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      片山 裕之, 直井 美貴, 岡田 達也, 田中 康弘, 富田 卓朗
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザ照射誘起改質を応用したNi/SiC界面における電極形成2019

    • 著者名/発表者名
      水尾 優作, 渕上 裕暉, 富田 卓朗, 久澤 大夢, 岡田 達也
    • 学会等名
      2019年 第66回 応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Study of ohmic contact electrode on p-GaN using moderate crystal damage effect induced by femtosecond laser irradiation technique2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Katayama, Yoshiki Naoi, Tatsuya Okada, Yasuhiro Tanaka and Takuro Tomita
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Femtosecond laser irradiation for the low contact resistance electrode fabrication on p-type gallium nitride2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Katayama, Hiroki Kawakami, Yoshiki Naoi and Takuro Tomita
    • 学会等名
      19th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AlN結晶のアニール処理による機械的ダメージの回復評価2018

    • 著者名/発表者名
      枝澤 光希, 浦西 将, 富田 卓朗, 西野 克志
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 表面局在した格子振動に由来するSiCのラマンスペクトル2018

    • 著者名/発表者名
      富田 卓朗, 竹中 一将, 板東 洋太, 滝谷 悠介, 山口 誠, 田中 康弘, 中島 信一, 岡田 達也
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザ照射改質の導入によるNi/SiC界面のNiシリサイド形成2018

    • 著者名/発表者名
      渕上 裕暉, 植木 智之, 富田 卓朗, 久澤 大夢, 岡田 達也, 田中 康弘
    • 学会等名
      日本金属学会中国四国支部第58回講演大会講演概要集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド表面へのフェムト秒レーザ照射改質の導入によるTi/ダイヤモンド界面反応2018

    • 著者名/発表者名
      今垣 諒彌, 植木 智之, 富田 卓朗, 久澤 大夢, 岡田 達也, 田中 康弘
    • 学会等名
      日本金属学会中国四国支部第58回講演大会講演概要集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザ照射改質を導入したダイヤモンド表面へのTi蒸着2018

    • 著者名/発表者名
      今垣 諒彌, 植木 智之, 富田 卓朗, 久澤 大夢, 岡田 達也, 田中 康弘
    • 学会等名
      2018年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 4H-SiC表面へのフェムト秒レーザ照射改質導入によるNi/SiC界面反応の促進2018

    • 著者名/発表者名
      渕上 裕暉, 植木 智之, 富田 卓朗, 久澤 大夢, 岡田 達也, 田中 康弘
    • 学会等名
      2018年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会講演予稿集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 走査型電子顕微鏡内でのフェムト秒レーザー光照射光学系の構築2018

    • 著者名/発表者名
      宮本 美佑, 富田 卓朗
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ホール測定によるNi/SiC界面に形成されたフェムト秒レーザー改質層の電気特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      川上 博貴, 直井 美貴, 富田 卓朗
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] p-GaN上オーミック電極形成のためのフェムト秒レーザー照射方法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      片山 裕之, 川上 博貴, 今垣 諒彌, 橋本 拓哉, 山口 誠, 田中 康弘, 直井 美貴, 岡田 達也, 富田 卓朗
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザ誘起改質を応用したNi/SiC界面における低温拡散2018

    • 著者名/発表者名
      渕上 裕暉, 橋本 拓哉, 川上 博貴, 植木 智之, 富田 卓朗, 岡田 達也, 田中 康弘
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] サブミクロン厚4H-SiCにおけるラマンスペクトルの極性面依存性2018

    • 著者名/発表者名
      竹中 一将, 板東 洋太, 滝谷 悠介, 山口 誠, 田中 康弘, 中島 信一, 岡田 達也, 富田 卓朗
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー照射による半導体デバイス作製にむけて2018

    • 著者名/発表者名
      富田 卓朗
    • 学会等名
      第十一回紀州吉宗セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Formation of Ni ohmic electrode on SiC by femtosecond laser irradiation associated with thermal annealing2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kawakami, Yoshiki Naoi and Takuro Tomita
    • 学会等名
      International Workshop on UV Materials and Devices 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Annealing of Ni/Au electrode on p-GaN by femtosecond laser irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Katayama, Yuuki Yamasaki, Hiroki Kawakami, Yoshiki Naoi and Takuro Tomita
    • 学会等名
      International Workshop on UV Materials and Devices 2017, We-P3, Fukuoka, Nov. 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SiCのサブミクロン厚領域におけるラマンスペクトルの数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      竹中 一将, 板東 洋太, 滝谷 悠介, 山口 誠, 田中 康弘, 中島 信一, 岡田 達也, 富田 卓朗
    • 学会等名
      第28回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] サブミクロン厚SiCにおける極性面に依存したラマンスペクトル2017

    • 著者名/発表者名
      竹中 一将, 板東 洋太, 滝谷 悠介, 山口 誠, 田中 康弘, 中島 信一, 岡田 達也, 富田 卓朗
    • 学会等名
      先進パワー半導体分科会第4回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] SiC と金属の界面におけるフェムト秒レーザー照射支援アニール2017

    • 著者名/発表者名
      川上 博貴, 直井 美貴, 富田 卓朗
    • 学会等名
      先進パワー半導体分科会第4回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザー照射により作製したSiC上Ni電極の電気特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      川上 博貴, 直井 美貴, 富田 卓朗
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド単結晶表面へのフェムト秒レーザ照射による改質導入2017

    • 著者名/発表者名
      二村 大, 川上 博貴, 植木 智之, 富田 卓朗, 岡田 達也, 田中 康弘
    • 学会等名
      日本金属学会第57回中国四国支部講演大会講演概要集
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド単結晶表面におけるフェムト秒レーザ照射誘起改質2017

    • 著者名/発表者名
      二村 大, 川上 博貴, 植木 智之, 富田 卓朗, 岡田 達也, 田中 康弘
    • 学会等名
      2017年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会講演概要集
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 徳島大学教育研究者総覧(富田卓朗)

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/82121/work-ja.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 徳島大学教育研究者総覧

    • URL

      http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/person/82121/profile-ja.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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