ダイヤモンド高濃度ホウ素ドープウェハ創製に向けた基盤研究

• 研究課題/領域番号: 25889074
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 大曲 新矢 独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 研究員 (40712211)
• 研究期間 (年度): 2013-08-30 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: ダイヤモンド / ホウ素ドープ / 低抵抗 / ウェハ / 化学気相成長法 / 欠陥 / 欠陥解析 / 高温高圧法 / フィラメントCVD

研究成果の概要

ダイヤモンドはSiC，GaNを凌ぐ優れた物性値を複数有しており次々世代の省エネパワー半導体として期待されている．本研究はパワーデバイスで必須となる「低抵抗ウェハ」創製に向けて，フィラメントCVD法によるダイヤモンド合成研究を立ち上げた．基板温度と原料ガス濃度の緻密制御により異常成長粒子を抑制する条件を見出し，まずはアンドープでのウェハ合成に成功した．結晶品質を評価したところ，X線ロッキングカーブ半値全幅40秒と市販基板に匹敵する高品質性が得られた．高品質かつ大面積合成に関する重要基盤技術を確立し，革新的プロセスによる低抵抗ウェハ合成の可能性を見出した．

研究成果

• [雑誌論文] Carrier Transport and Photodetection in Heterojunction Photodiodes Comprising n-Type Silicon and p-Type Ultrananocrystalline Diamond/Hydrogenated Amorphous Carbon Composite Films (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinya Ohmagari, Takanori Hanada, Yūki Katamune, Sausan Al-Riyami, and Tsuyoshi Yoshitake
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 53 号: 5 ページ: 050307-050307
  • DOI: 10.7567/jjap.53.050307
  • NAID: 210000143736
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterojunction Diodes Comprising p-Type Ultrananocrystalline Diamond Films Prepared by Coaxial Arc Plasma Deposition and n-Type Silicon Substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: Yūki Katamune, Shinya Ohmagari, Sausan Al-Riyami, Seishi Takagi, Mahmoud Shahan, and Tsuyoshi Yoshitake
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 6R ページ: 65801-65801
  • DOI: 10.7567/jjap.52.065801
  • 査読あり
• [学会発表] Large-area homoepitaxial growth of single-crystalline diamond by hot filament CVD (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinya Ohmagari, Hideaki Yamada, Hitoshi Umezawa, Akiyoshi Chayahara, and Shin-ichi Shikata
  • 学会等名: New Diamond and Nano Carbons Conference (NDNC 2014)
  • 発表場所: Chicago, Illinois, USA
• [学会発表] Formation of Ultrananocrystalline Diamond/Amorphous Carbon Composite Films and Their Application to Photodetectors (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinya Ohmagari, Sausan Al-Riyami, Yūki Katamune, Takanori Hanada, and Tsuyoshi Yoshitake
  • 学会等名: The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: 福岡大学
  • 招待講演
• [学会発表] X-ray topography study of heavily boron-doped diamond substrates (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinya Ohmagari, Yukako Kato, Hitoshi Umezawa, and Shin-ichi Shikata
  • 学会等名: The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: 福岡大学
• [学会発表] 熱フィラメントCVD法で成長した単結晶ダイヤモンド膜の構造評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大曲 新矢，山田 英明，茶谷原 昭義，鹿田 真一
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
• [学会発表] 熱フィラメントCVD法による ホモエピタキシャルダイヤモンド膜合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大曲 新矢，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
• [学会発表] 超ナノ微結晶ダイヤモンド/水素化アモルファスカーボン混相膜の光キャリア伝導特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大曲 新矢，花田 尊徳，片宗 優貴，吉武 剛
  • 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