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ダイヤモンドMOSFETの少数キャリア輸送特性改善と積算線量計への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18J01909
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 原子力学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

嶋岡 毅紘  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点ワイドバンドギャップ材料グループ, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2020年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードダイヤモンド / 放射線検出器 / 少数キャリア拡散長 / ドーピング
研究実績の概要

本研究はダイヤモンドFETを放射線の積算線量計として応用することを目指すものである。本年度はFET構造の試作とn型ダイヤモンド中の少数キャリア輸送特性評価を開始した。FETの母体となるn型ダイヤモンド上にMESFETを形成した。{111}上の低濃度(~1e16 cm-3)リンドープダイヤモンドと高濃度(~1e20 cm-3)リンドープダイヤモンド成長技術を組み合わせソース・ドレイン用のオーミックコンタクト、ゲート用のショットキーコンタクトを形成した。作製したFETのIds-Vds特性評価からFETとして動作することを確認した。
n型ダイヤモンド少数キャリア輸送特性評価としてはEBICを用いて疑似縦型pn接合ダイオードに対し、電荷キャリアの収集効率からn型ダイヤモンドの少数キャリア拡散長を求めた。拡散長は加速電圧5kVから20kVの間で、約1μmから20μmであった。加速電圧の低下に伴い拡散長が低下したことから、オーミックコンタクトを形成するための高濃度n型層でのキャリアの再結合、捕獲の影響を受けており、より正確な評価には十分に厚い膜厚のダイオード、あるいは横型構造のダイオードが必要であることが分かった。
学会発表については、昨年度得られた{111}ダイヤモンドのドーパント取り込みに関する成果を2件報告した。本年度得られた研究成果についてもn型ダイヤモンドのFET特性に関する論文1件の誌上発表を予定している。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Detection of Defects in Diamond by Etch‐Pit Formation2019

    • 著者名/発表者名
      Shimaoka Takehiro、Ichikawa Kimiyoshi、Koizumi Satoshi、Watanabe Kenji、Teraji Tokuyuki
    • 雑誌名

      physica status solidi (a)

      巻: 216 号: 21 ページ: 1900247-1900247

    • DOI

      10.1002/pssa.201900247

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diamond photovoltaic radiation sensor using pn junction2018

    • 著者名/発表者名
      Shimaoka Takehiro、Koizumi Satoshi、Tanaka Manobu M.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 113 号: 9 ページ: 093504-093504

    • DOI

      10.1063/1.5034413

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] {111}ダイヤモンドにおけるホウ素取り込みの基板オフ角依存性2019

    • 著者名/発表者名
      嶋岡毅紘、市川公善、小泉聡
    • 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 2018 実績報告書
  • [学会発表] {111}ホウ素ドープダイヤモンド薄膜成長の基板オフ角依存性評価2019

    • 著者名/発表者名
      嶋岡毅紘、市川公善、小泉聡
    • 学会等名
      第33回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2025-11-20  

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