ダイヤモンドパワーデバイス実現に向けた高品質な接合のためのイオン注入に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25K01224
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21010:電力工学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 小倉 政彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80356716)
• 研究分担者: 西村 智朗 法政大学, イオンビーム工学研究所, 教授 (80388149)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2030-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2029年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2028年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2027年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2026年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2025年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: イオン注入 / パワーデバイス / ダイヤモンド / 伝導性制御 / 半導体

研究開始時の研究の概要

本研究は、ダイヤモンドによる低損失で耐環境な次世代パワーデバイス実現に向けて、デバイスのデザインフレキシビリティの点で有利なイオン注入プロセスを適用させるための課題を克服するために行う。これまでの研究で、pn接合付近でのイオン注入特有の濃度勾配や欠陥による遷移層が、pn接合や反転MOSFETのon動作時の性能を大きく損ねる（抵抗が大きい）原因であることが示唆されている。そのため本研究では遷移層のメカニズム同定を行うとともに、濃度勾配と欠陥層を抑制するために、低エネルギー、チャネリング条件という２通りのイオン注入によって遷移層の低減を図り、以て高品質なpn接合を目指す。