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低欠陥ダイヤモンドウェハ

研究課題

研究課題/領域番号 25249036
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関関西学院大学 (2015)
国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

鹿田 真一  関西学院大学, 理工学部, 教授 (00415689)

研究分担者 峠 睦  熊本大学, 先進マグネシウム国際研究センター, 教授 (00107731)
茶谷原 昭義  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクスセンター, 上級主任研究員 (10357501)
杢野 由明  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクスセンター, チーム長 (60358166)
梅沢 仁  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクスセンター, 主任研究員 (80329135)
加藤 有香子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクスセンター, 主任研究員 (90509837)
研究期間 (年度) 2013-05-31 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円)
2015年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2014年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
2013年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
キーワード省エネルギー / パワーデバイス / ダイヤモンド
研究成果の概要

105cm-2以上の欠陥を有するHPHTダイヤモンド結晶の低欠陥部分を切出して、種にして再成長し、概ね2,000cm-2以下の結晶が得られるようになった。この結晶を種に用い、CVDを用いたダイレクトウェハ化法により子結晶を得ることが出来、2.4mm角の限定領域ではあるが欠陥数400cm-2という驚異的な低欠陥とΔn=2x10-5以下と極めて低い複屈折を示す高品質低歪結晶基板を得ることに成功した。表面処理としてドライエッチング導入に伴う表面荒れの抑制やUVアシストによるファイン研磨技術も併せて開発できた。本研究によりパワーデバイスに必要な低欠陥ウェハを実現するための基盤技術が確立できた。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Single crystal diamond wafer for high power electronics2016

    • 著者名/発表者名
      S.Shikata
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      巻: 65 ページ: 168-175

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2016.03.013

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Two-step polishing technique for single crystal diamond (100) substrate utilizing a chemical reaction with iron plate2015

    • 著者名/発表者名
      A.Kubota, S. Nagae, S. Motoyama and M. Touge
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      巻: 60 ページ: 75-80

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2015.10.026

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nitrogen doped low-dislocation density free-standing single crystal diamond plate fabricated by lift-off process2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Mokuno, Y Kato, N. Tsubouchi, A. Chayahara, H. Yamada, and S. Shikata
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 104 号: 25 ページ: 252109-252109

    • DOI

      10.1063/1.4885552

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation method for grown-in dislocations in CVD single crystal diamond using plasma surface treatment2014

    • 著者名/発表者名
      N.Tsubouchi and S. Shikata
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 号: 6 ページ: 068010-068010

    • DOI

      10.7567/jjap.53.068010

    • NAID

      210000144060

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of an Ultraflat Substrate on the Epitaxial Growth of Chemical-Vapor-Deposited Diamond2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Kato, H.Umezawa and S.Shikata
    • 雑誌名

      Photon Factory Activity Report, PartA

      巻: 30 ページ: 66-67

    • NAID

      10031152708

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterization of free-standing single-crystal diamond prepared by hot-filament chemical vapor deposition2014

    • 著者名/発表者名
      S.Ohmagari, H.Yamada, H.Umezawa,A.Chayahara,T.Teraji and S.Shikata
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      巻: 48 ページ: 19-23

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2014.06.001

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Diamond Schottky barrier diode for high-temperature, high-power, and fast switching applications2014

    • 著者名/発表者名
      H.Umezawa, S.Shikata, and T.Funaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 号: 5S1 ページ: 05FP06-05FP06

    • DOI

      10.7567/jjap.53.05fp06

    • NAID

      210000143883

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 紫外光励起による単結晶ダイヤモンドの研磨メカニズムに関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      峠 睦,長野拓義,田川智彦,坂本武司,横井裕之,岩本知広,渡邉純二
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 80 ページ: 112-116

    • NAID

      130003385047

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] デバイス用ダイヤモンドウェハのUVアシスト研磨に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      田川智彦,峠 睦,坂本武司,鹿田真一,山田英明,加藤有香子
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 80 ページ: 587-591

    • NAID

      130004745482

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Large-area high-quality single crystal diamond2014

    • 著者名/発表者名
      M.Schreck , J.Asmussen , S.Shikata , J-C. Arnault , and N. Fujimori
    • 雑誌名

      MRS Bulletin

      巻: 39 号: 6 ページ: 504-510

    • DOI

      10.1557/mrs.2014.96

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray Topographic Study of a Homoepitaxial Diamond Layer on an Ultraviolet-irradiated Precision Polished Substrate2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Kato, H.Umezawa and S.Shikata
    • 雑誌名

      Acta physica polonica A

      巻: 125 ページ: 969-971

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Leakage current analysis of diamond Schottky barrier diodes by defect imaging2013

    • 著者名/発表者名
      H. Umezawa, N. Tatsumi, Y. Kato and S. Shikata
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      巻: 40 ページ: 56-59

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2013.09.011

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultraviolet-Irradiated Precision Polishing of Diamond and Its Related Materials2013

    • 著者名/発表者名
      Junji Watanabe, Mutsumi Touge, Takeshi Sakamoto
    • 雑誌名

      Diamond & Related Materials

      巻: 39 ページ: 14-19

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2013.07.001

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ダイヤモンド砥粒整列ブロックのUVツルーイング技術の開発2013

    • 著者名/発表者名
      坂本武司,南部陽亮,齋藤廉平,峠 睦,川下智幸,峠 直樹
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌

      巻: 57 ページ: 600-604

    • NAID

      10031194042

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] パワーデバイス用ダイヤモンド単結晶と高品質化2015

    • 著者名/発表者名
      鹿田真一
    • 学会等名
      真空学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 石英を用いたCBN砥石の精密ツルーイングと研削性能,2015

    • 著者名/発表者名
      藤林太郎,坂本武司,峠 直樹,峠  睦
    • 学会等名
      砥粒加工学会
    • 発表場所
      慶応義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Single crystal diamond wafer for high power electronics2015

    • 著者名/発表者名
      S.Shikata
    • 学会等名
      Int'l Conf. on Diamond and Carbon Materials
    • 発表場所
      Bad Homburg, Germany
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Local area characterization of self-standing single crystal diamond by Synchrotorn radiation X-ray topograpy and rocking curve measurement2015

    • 著者名/発表者名
      H. Umezawa, Y. Kato, Y. Mokuno, S. Shikata, Y. Takahashi, H. Sugiyama, K. Hirano
    • 学会等名
      Int’l Conf.on New Diamond and Nano Carbons
    • 発表場所
      グランシップ(静岡県静岡市)
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単結晶ダイヤモンド基板の紫外線照射研磨条件の最適化2015

    • 著者名/発表者名
      浦川 翔,小田和明,坂本武司,横井裕之,峠 睦
    • 学会等名
      精密工学会春季大会
    • 発表場所
      東京大学、東京
    • 年月日
      2015-03-17 – 2015-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ダイレクトウェハ化による低転位単結晶ダイヤモンド基板の作製2014

    • 著者名/発表者名
      杢野 由明、加藤 有香子、坪内 信輝、茶谷原 昭義、山田 英明、鹿田 真一
    • 学会等名
      第28回ダイヤモンドシンポジウム
    • 発表場所
      東京電機大学、東京
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 複屈折像による簡便な転位解析の模索2014

    • 著者名/発表者名
      加藤有香子,梅沢 仁,鹿田真一
    • 学会等名
      第28回ダイヤモンドシンポジウム
    • 発表場所
      東京電機大学、東京
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 単結晶ダイヤモンドに対する紫外線照射研磨メカニズムの解明2014

    • 著者名/発表者名
      浦川 翔,峠 睦,久保田章亀,坂本武司,山中康乃介
    • 学会等名
      精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      鳥取大学、鳥取
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高品質高温高圧合成IIa基板を用いたダイレクトウェハ化2014

    • 著者名/発表者名
      杢野 由明、加藤 有香子、坪内 信輝、山田 英明、茶谷原 昭義、鹿田 真一
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 紫外線照射研磨によるダイヤモンドホイール研削性能の高度化2014

    • 著者名/発表者名
      峠  睦,坂本武司,久保田章亀,川下智幸,峠 直樹
    • 学会等名
      砥粒加工学会学術講演会
    • 発表場所
      岩手大学、盛岡
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 超砥粒軸付砥石の UV ツルーイングに関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      坂本武司,三角真彦,久保田章亀,峠  睦
    • 学会等名
      砥粒加工学会学術講演会
    • 発表場所
      岩手大学、盛岡
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] X-ray Topographic Study of Defect in p- diamond layer of Schottky barrier diode2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kato, H. Umezawa, S. Shikata
    • 学会等名
      International conference on diamond and carbon materials 2014
    • 発表場所
      Melia Castilla, Madrid, Spain
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] UV-truing of Diamond Grit-arranged Wheel and Evaluation of its Grinding Performance2014

    • 著者名/発表者名
      M. TOUGE, T. SAKAMOTO, Y. NAMBU, K. TAKAKI, A. KUBOTA and T. KAWASHITA
    • 学会等名
      15th Int. Conf. on Precision Engineering
    • 発表場所
      Kanazawa Univ.,Kanazawa,Japan
    • 年月日
      2014-07-22 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Diamond Wafer Prospect for the Power Device Application2014

    • 著者名/発表者名
      S.Shikata, H.Umezawa, Y.Kato, S.Ohmagari, H.Yamada, N.Tsubouchi, Y.Mokuno, and A.Chayahara,
    • 学会等名
      6th International Workshop on Crystal Growth Technology
    • 発表場所
      Novotel, Berlin, Germany
    • 年月日
      2014-06-16 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Diamond based power devices2014

    • 著者名/発表者名
      S.Shikata, H.Umezawa, Y.Kato, S.Ohmagari, H.Yamada, N.Tsubouchi, Y.Mokuno, and A.Chayahara,
    • 学会等名
      New Diamond and Nano Carbons 2014
    • 発表場所
      Hyatt Regency,Chicago, USA
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lift-off Process using High-Quality HPHT IIa Substrate2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Mokuno, Y.Kato,N.Tsubouchi, H.Yamada,A.Chayahara and S.Shikata,
    • 学会等名
      New Diamond and Nano Carbons 2014
    • 発表場所
      Hyatt Regency,Chicago,USA
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Diamond based power device2013

    • 著者名/発表者名
      S.Shikata, H.Umezawa,Y.Kato,H.YamadamN.Tsubouchi,Y.Mokuno,A.Chayahara and T.Funaki
    • 学会等名
      Int'l Conf.SiC and Related Materials
    • 発表場所
      Miyazaki, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reduction of epitaxial growth dislocations originate from the surface2013

    • 著者名/発表者名
      S. Shikata, Y. Kato, H. Umezawa and M.Touge
    • 学会等名
      JSAP-MRS Joint Symposium
    • 発表場所
      Kyoto,Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Diamond power devices for high temperature and high current applications2013

    • 著者名/発表者名
      H.Umezawa, Y.Kato, and S.Shikata
    • 学会等名
      JSAP-MRS Joint Symposium
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Leakage Current Analysis of Diamond SBDs Operated at High Temperature2013

    • 著者名/発表者名
      H.Umezawa and S.Shikata
    • 学会等名
      Int'l Conf.Solid State Device and Materials
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and Characterization of 1mm Size Diamond SBD2013

    • 著者名/発表者名
      H.Umezawa, S.Shikata and T.Funaki
    • 学会等名
      Int'l Conf.Solid State Device and Materials
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パワーデバイス応用を目指したウェハ・デバイスの開発課題2013

    • 著者名/発表者名
      鹿田 真一、梅澤 仁、加藤 有香子、大曲 新矢、山田 英明、坪内 信輝、杢野 由明、茶谷原 昭義
    • 学会等名
      第27回ダイヤモンドシンポジウム
    • 発表場所
      日本工業大学(埼玉県 南埼玉郡)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 低窒素濃度のダイヤモンドバルク単結晶の合成2013

    • 著者名/発表者名
      杢野 由明、山田 英明、茶谷原 昭義、鹿田 真一
    • 学会等名
      第27回ダイヤモンドシンポジウム
    • 発表場所
      日本工業大学(埼玉県 南埼玉郡)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ショットキーバリアダイオードのp-層の欠陥評価2013

    • 著者名/発表者名
      加藤 有香子、梅澤 仁、鹿田 真一
    • 学会等名
      第27回ダイヤモンドシンポジウム
    • 発表場所
      日本工業大学(埼玉県 南埼玉郡)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 溶媒中での鉄の反応性を利用した単結晶ダイヤモンドの研磨メカニズムに関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      本山修也,久保田章亀,峠 睦
    • 学会等名
      2013年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府 吹田市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大口径ダイヤモンドウェハへのUVアシスト研磨技術の開発2013

    • 著者名/発表者名
      田川智彦,峠 睦,久保田章亀,坂本武司,鹿田真一,山田英明,加藤有香子
    • 学会等名
      2013年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府 吹田市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 砥粒整列ダイヤモンド砥石のUVツルーイング技術の開発とその加工性能評価2013

    • 著者名/発表者名
      南部陽亮,齋藤廉平,坂本武司,峠 睦,峠 直樹,川下智幸
    • 学会等名
      2013年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府 吹田市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 次世代パワー半導体の高性能化と産業展開2016

    • 著者名/発表者名
      鹿田真一
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      シーエムシ―出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 半導体ダイヤモンドデバイス用オーミック電極2013

    • 発明者名
      山田、Somu、鹿田
    • 権利者名
      山田、Somu、鹿田
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-251748
    • 出願年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-06-20   更新日: 2019-07-29  

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