| 研究課題/領域番号 |
19H02126
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 富山大学 |
|---|
研究代表者 |
伊藤 弘昭 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (70302445)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
|
|---|
| キーワード | 高強度パルス重イオンビーム / 両極性パルス加速器 / 真空アーク放電型イオン源 / パルスイオン注入 / パルス電力技術 / パルス重イオンビーム / 両極性パルス加速 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、次世代半導体材料への新しいイオン注入技術であるパルスイオン注入法の実現に向け、これまで培ったパルス重イオンビーム技術をより高度化・最適化を行うとともに、炭化ケイ素材料に高強度パルス重イオンビームを照射し、試料の電気特性、ドーパントの深さ方向分布などを評価・検証し、最終的にはp-n接合の形成実験を行い、新しいイオン注入法の実現に向けた知見を得ることを目的とする。
|
| 研究実績の概要 |
炭化ケイ素に代表される次世代省エネルギーデバイス作製及び普及に向けて新たな集積化技術が必要である。本課題では、デバイス作製工程における半導体材料の導電率を制御する新しいイオン注入技術として、高強度パルスイオンビームを用いたパルスイオン注入法の実現を目指してその知見を得ることを目的としている。高強度パルスイオンビームを半導体に材料に照射すると、イオン注入によるドーピングと同時にビームの熱付与による注入層の超高速加熱・冷却によりアニーリング処理が同時にできる利点がある。しかし、パルスイオン注入の実証実験には、高純度のn型・p型ドーパントの機能を有するイオン種の大電流パルス重イオンビーム発生が必要不可欠な技術である。
本年度は、まずp型ドーパント用パルスイオンビーム源として、昨年度にショット安定性が改善されて性能向上に成功した真空アークアルミニウムイオン源をビーム純度の改善ができる両極性パルス加速器に組み込んでイオンビームのビーム電流密度やパルス幅をバイアスイオンコレクターで、イオンエネルギーやイオン種をトムソンパラボラ分析器で評価した。その結果、加速電圧とほぼ一致したアルミニウムイオンビームが得られていることが確認された。また、両極性パルス加速器のビーム電流向上に向けて加速電極形状の最適化実験を行うとともに両極性パルス電源の出力向上の改良を行った後、イオンビーム特性を再評価し、シリコン材料へのp型ドーパント用のパルスアルミニウムイオンビーム照射実験を行った。付与エネルギーを測定した結果、半導体材料に対して十分な温度効果が得られており、パルスイオンビームによるアニール効果を検証することができた。一方、イオン注入の効果については、まだ検証不足であり、明確なデータを得るには至らなかったので、実験を継続する必要がある。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
パルスイオンビーム源用の実験に使用していた測定装置に故障が生じ、その修理と装置の動作確認を行い、データの再検証を行ったため。
|
| 今後の研究の推進方策 |
n型・p型ドーパント用の高強度パルス重イオンビームの再整備、および調整が終わったので、半導体への照射実験を再開し、研究課題の目的達成に向け、遅れを取り戻せるように計画を見直し、課題を着実に一つずつ解決しながら成果を積み上げて実験を行う予定である。
|
