| 研究課題/領域番号 |
16K06262
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
毎田 修 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40346177)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | ダイヤモンド / ワイドギャップ半導体 / 欠陥評価 |
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| 研究実績の概要 |
前年度（平成29年度）までに開発した2位相ロックインアンプを用いた高感度非輻射欠陥評価系のフォトキャパシタンス測定部を高速キャパシタンスメータに変更することで励起光照射直後のフォトキャパシタンス変化率(dC/dt)の測定精度の向上を得た。また、非球面ミラーを用いた励起光照射光学系の改良を行い、励起フォトン密度の向上（1.6×10の14乗 mm-2s-1）を達成した。高温高圧合成ダイヤモンド基板（面方位(100)、オフセット角<110方向>5度）上に高出力マイクロ波プラズマ化学的気相成長法により合成した5×10の17乗 cm-3程度のホウ素濃度を有するp型ダイヤモンド半導体結晶からなるダイヤモンドショットキーデバイスを作製し、開発した高感度非輻射欠陥評価系で結晶欠陥評価を行った。その結果、アクセプタ型結晶欠陥（欠陥密度 7.8x10の12乗 cm-3）の存在を見出し、価電子帯上端からエネルギー深さ約0.8 eVに位置することを明らかにした。
組成SiOxNyからなるダイヤモンド半導体結晶エッチング用ハードマスクのRFマグネトロンスパッタリング法による合成を検討するとともに、マイクロ波電子サイクロトロン共鳴プラズマによる高密度酸素プラズマエッチング技術の開発を行い、ダイヤモンドデバイス作製のための微細加工技術の開発を完了した。また得られた微細加工技術を用いてダイヤモンドデバイスの試作を行い、非輻射欠陥の生成抑制によるダイヤモンドデバイスの特性改善を明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
高感度非輻射欠陥評価系の開発に関しては、非球面ミラーを用いた励起光照射光学系の改良を行い、当初の計画値を超える励起フォトン密度の向上が得られている。また、開発した評価系を用いたp型ダイヤモンド半導体結晶の欠陥評価から、より浅い領域におけるアクセプタ型欠陥の生成要因を明らかにした。
当初の計画通りダイヤモンドデバイス作製のための微細加工技術の開発を行うとともに、得られた微細加工技術を用いて作製したダイヤモンドデバイスの非輻射欠陥制御によるデバイス特性の改善を明らかにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究をとおして得られた知見の関連国際学会における公表を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2018年6月に発生した大阪北部地震により開発した非輻射欠陥評価系の励起光照射光学系および試料温度制御系の真空ポンプ、クライオスタットの破損が生じ、光学系の再構築および上記装置の修理に5か月を要した。そのため当初予定していた国際学会において一部の成果公表に限られたため、2019年7月に行われる国際学会において成果公開を行い、その旅費として主に支出する予定である。
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