ナノダイヤモンド中間層挿入によるダイヤモンドのオーミック接触形成に向けた研究

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K18238
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 片宗 優貴 九州工業大学, 若手研究者フロンティア研究アカデミー, 特任助教 (50772662)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ダイヤモンド / リンドーピング / オーミック接触 / 熱フィラメントCVD / ナノ微結晶ダイヤモンド

研究成果の概要

ダイヤモンドは，SiCやGaNに次ぐ優れた物性を持ち，次々世代半導体材料として期待される．本研究では，電子デバイスで問題となる接触抵抗の低減に向けて，n型ダイヤモンド-金属接触を対象に，導電性ナノ微結晶ダイヤモンドを中間層とする電極構造の作製に取り組んだ．n型ダイヤモンドについて，大面積化が可能な熱フィラメントCVD法での結晶成長に着手し，不純物原料の選定および成長条件の最適化によって，リンドーピングによるダイヤモンド膜のn型化の可能性を示した．ナノ微結晶ダイヤモンド膜と金属の積層電極は，膜組成を制御することで密着性が改善され，この電極構造における寄生抵抗は膜抵抗よりも低いことがわかった．

自由記述の分野

材料科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

導電性ナノ微結晶ダイヤモンドによるダイヤモンドの接触抵抗の低減が実現できれば，デバイス性能の向上および電極形成プロセスの簡略化が期待できる．本成果はその基盤技術となるものであり，ダイヤモンド半導体の産業化の点で社会的に意義深いといえる．また，大面積プロセスが可能な熱フィラメントCVD法によりn型ダイヤモンド成長の可能性を示したことは，気相反応，結晶成長や物性制御に関連しており，学術的にも意義深い．