インチスケールダイヤモンドウェハ開発のための基盤研究

• 研究課題/領域番号: 26600096
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 徳田 規夫 金沢大学, 電子情報学系, 准教授 (80462860)
• 研究協力者: 伊藤 槙哉
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: ダイヤモンド / 結晶成長

研究成果の概要

本研究は、超省エネ化に資する次世代ダイヤモンドパワーデバイス実現のために必要なダイヤモンドウェハの大面積（２インチ以上）・低コスト化に関する基盤技術の開発を目的とした。その結果、ダイヤモンドヘテロエピタキシャル成長用基板としてNiの有効性を示した。具体的には、多結晶Ni基板上に多結晶ダイヤモンド膜を成長することに成功し、かつダイヤモンド/Ni界面に析出したグラファイトにより、そのダイヤモンド膜は自然剥離により自立化可能であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Self-separation of freestanding diamond films using graphite interlayers precipitated from C-dissolved Ni substrates (2017)
  • 著者名/発表者名: Shinya Ito, Masatsugu Nagai, Tsubasa Matsumoto, Takao Inokuma, Norio Tokuda
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 470 ページ: 104-107
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2017.04.014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 原子的平坦面を有するダイヤモンド(111)膜の成長 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徳田 規夫，松本 翼，猪熊 孝夫， 梅沢 仁，小倉 政彦，加藤 宙光， 牧野 俊晴，竹内 大輔，大串 秀世， 寺地 徳之，山部 紀久夫，有屋田 修， 山崎 聡
  • 雑誌名: NEW DIAMOND 巻: 第120号 ページ: 9-14
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] マイクロ波プラズマCVD によるダイヤモンド単結晶膜の 超高速ホモエピタキシャル成長 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徳田規夫
  • 学会等名: プラズマ材料科学第153委員会 第129回研究会
  • 発表場所: 島根県産業技術センター（島根県松江市）
  • 年月日: 2016-12-09
  • 招待講演
• [学会発表] 自然剥離を用いたドーム状ダイヤモンド自立膜の作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 槙哉、叶田 翔平、松本 翼、徳田 規夫、猪熊 孝夫
  • 学会等名: 第30回ダイヤモンドシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学 駒場リサーチキャンパス コンベンションホール（東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-11-16
• [学会発表] マイクロ波プラズマCVD法によるダイヤモンド膜の成長 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徳田規夫
  • 学会等名: 第63回CVD研究会
  • 発表場所: ひょうご共済会館（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-08-18
  • 招待講演
• [学会発表] 革新的パワーデバイスの実現に向けた半導体ダイヤモンドの研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徳田規夫
  • 学会等名: 第3回有機・無機エレクトロニクスシンポジウム
  • 発表場所: 石川県政記念 しいのき迎賓館（石川県 金沢市）
  • 年月日: 2016-07-15
  • 招待講演
• [学会発表] MPCVD法を用いたNi基板上のダイヤモンド成長 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 槙哉，叶田 翔平，松本 翼，徳田 規夫，猪熊 孝夫
  • 学会等名: 第3回有機・無機エレクトロニクスシンポジウム
  • 発表場所: 石川県政記念 しいのき迎賓館（石川県 金沢市）
  • 年月日: 2016-07-15
• [学会発表] Growth of atomically flat diamond films (2015)
  • 著者名/発表者名: Norio Tokuda, Tsubasa Matsumoto, Satoshi Yamasaki, Takao Inokuma
  • 学会等名: EMN 3CG 2015（招待講演）
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] MPCVD法を用いたNi上での 自立多結晶ダイヤモンド膜の成長 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤槙哉、渡邊俊介、金田大輝、徳田規夫、猪熊孝夫
  • 学会等名: 第29回ダイヤモンドシンポジウム
  • 発表場所: 東京理科大学（東京都葛飾区新宿）
  • 年月日: 2015-11-17
• [学会発表] 球型共振器構造MPCVDによる ダイヤモンド(111)膜の高速成長 (2015)
  • 著者名/発表者名: 馬場 一気、金田 大輝、渡邊 俊介、徳田 規夫、猪熊 孝夫
  • 学会等名: 第29回ダイヤモンドシンポジウム
  • 発表場所: 東京理科大学（東京都葛飾区新宿）
  • 年月日: 2015-11-17
• [学会発表] 革新的パワーデバイスの実現に向けた半導体ダイヤモンドの研究開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 徳田規夫
  • 学会等名: 金沢大学理工研究域サステナブルエネルギー研究センター第3回公開シンポジウム（依頼講演）
  • 発表場所: 香林坊プラザホール（石川県金沢市）
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] Self-separation of freestanding diamond films from Ni substrates by MPCVD (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ito, S. Watanabe, D. Kaneta, N. Tokuda, T. Inokuma
  • 学会等名: International Conference on Diamond and Carbon Materials 2015
  • 発表場所: Bad Homburg, Germany
  • 年月日: 2015-09-07
  • 国際学会
• [学会発表] Mechanism of anisotropic etching of diamond (111) surfaces by hydrogen plasma treatment (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Kuroshima, N. Tokuda, T. Makino, S. Yamasaki, T. Inokuma
  • 学会等名: International Conference on Diamond and Carbon Materials 2015
  • 発表場所: Bad Homburg, Germany
  • 年月日: 2015-09-07
  • 国際学会
• [学会発表] Growth of Diamond Films on Nickel Substrates by Microwave Plasma-Enhanced CVD (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinya Ito, Shunsuke Watanabe, Daiki Kaneta, Norio Tokuda, Takao Inokuma
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-06-16
  • 国際学会
• [学会発表] Surface roughening of homoepitaxial diamond (111) films by oxygen addition (2015)
  • 著者名/発表者名: Ikki Baba, Daiki Kanata, Shunsuke Watanabe, Tohiharu Makino, Masahiko Ogura, Satoshi Yamasaki2, Norio Tokuda, Takao Inokuma
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-06-16
  • 国際学会
• [学会発表] CVD単結晶ダイヤモンド(100)自立基板の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 俊介, 森本 隆介, 金田 大輝,徳田 規夫,加藤 宙光， 梅沢 仁，山崎 聡, 有屋田 修，猪熊 孝夫
  • 学会等名: 平成26年度 応用物理学会 北陸・信越支部 学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-08
• [学会発表] 球型共振器構造MPCVDを用いたダイヤモンド(100)膜のホモエピタキシャル高速成長 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 俊介, 森本 隆介, 金田 大輝,徳田 規夫,加藤 宙光， 梅沢 仁，山崎 聡, 有屋田 修，猪熊 孝夫
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [産業財産権] ダイヤモンドの製造方法 (2015)
  • 発明者名: 徳田規夫、猪熊孝夫、伊藤槙哉、有屋田修
  • 権利者名: 金沢大学、アリオス株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-102143
  • 出願年月日: 2015-05-19