低電力損失ダイヤモンドデバイスの基幹を成す表面界面制御に関する研究

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12F02818
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 寺地 徳之 独立行政法人物質・材料研究機構, 光・電子材料ユニット, 主幹研究員 (50332747)
• 研究分担者: FIORI Alexandre 独立行政法人物質・材料研究機構, 光・電子材料ユニット, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: ダイヤモンド / ホウ素ドープ / 低電力損失デバイス / 高温動作 / 表面・界面制御

研究実績の概要

炭化タングステンを電極とするダイヤモンドショットキーダイオード（SBD）界面の熱的安定性に関して、昨年度までは作製が容易な横型構造で評価を行ってきた。界面輸送機構を調べるために、今年度は縦型構造SBDを作製した。600Kでの真空熱処理を施すことにより、ダイヤモンドSBDのショットキー障壁高さが減少し、同時に理想因子が1.1.以下と理想性の高いSBDを形成することに成功した。このSBDは600K以下の温度では安定であった。また、ダイオード特性の温度依存性を調べたところ、安定化処理を施した場合でも、ショットキー障壁高さは1つの電極内で不均一であることを見出した。更に、電極界面の断面組成を調べたところ、600Kでの熱処理を施すことにより界面に金属酸化層が形成されていることを見出した。このことは、界面の金属酸化膜が熱的安定化のカギであることを示唆している。整流比が高いSBDと低いSBDに注目して、電極の界面構造を比較したところ、不良電極では界面酸化層が不均一な膜厚で形成されていることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Direct observation of the leakage current in epitaxial diamond Schottky barrier devices by conductive-probe atomic force microscopy and Raman imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Alvarez, M. Boutchich, J. P. Kleider, T. Teraji and Y. Koide
  • 雑誌名: J. Phys. D: Appl. Phys. 巻: 47 ページ: 355102 1-10
  • DOI: 10.1088/0022-3727/47/35/355102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal stabilization and deterioration of the WC/p‐type diamond (100) Schottky‐barrier interface (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Fiori, T. Teraji, and Y. Koide
  • 雑誌名: physica status solidi (a) 巻: 211 ページ: 2363-2366
  • DOI: 10.1002/pssa.201431216
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Diamond Schottky diodes with ideality factors close to 1 (2014)
  • 著者名/発表者名: A Fiori, T. Teraji, Y. Koide
  • 雑誌名: Applied Physics Letter 巻: 10 ページ: 133515 1-4
  • DOI: dx.doi.org/10.1063/1.4897315
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] TEM comparison of WC-based and Zr-based diamond Schottky diodes: oxide-related effects (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Pinero, D. Araujo, P. Villar, A. Traore, D. Eon, P. Muret, A. Fiori, J. Pernot, T. Teraji,
  • 学会等名: SBDD XX
  • 発表場所: Cultural Centre (Hasselt, Belgium)
  • 年月日: 2015-02-25 – 2015-02-27
• [学会発表] Influence of oxygen interlayer on the idelity of diamond Schottky diodes (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Fiori, T. Teraji, J. Pinero, D. Araujo, Y. Koide
  • 学会等名: SBDD XX
  • 発表場所: Cultural Centre (Hasselt, Belgium)
  • 年月日: 2015-02-25 – 2015-02-27
• [学会発表] Thermally Stable p-Diamond Schottky Barrier Diodes at 600 K (2014)
  • 著者名/発表者名: Alexandre Fiori, Tokuyuki Teraji, Yasuo Koide
  • 学会等名: 2014 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: The Westin Copley Place (Boston)
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-05
• [学会発表] WC/p型ダイヤモンドショットキーダイオードの1.1未満の理想係数 (2014)
  • 著者名/発表者名: FIORI Alexandre，寺地徳之，小出康夫
  • 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（北千住）
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-21
• [学会発表] Schottky-Barrier Inhomogeneities in WC/p-diamond at High Temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Fiori, T. Teraji and Y. Koide
  • 学会等名: SSDM2014
  • 発表場所: Epocal （Tsukuba）
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-11