| 研究課題/領域番号 |
21246011
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
伊藤 利道 大阪大学, 工学研究科, 教授 (00183004)
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| 研究分担者 |
毎田 修 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40346177)
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| キーワード | CVDダイヤモンド / マイクロ波プラズマCVD / 微斜面基板 / 自立膜 / p型ダイヤモンド / n型ダイヤモンド / 紫外線検出器 / 軟X線検出器 |
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| 研究概要 |
本年度は、(1)「高速応答性・2次元検出機能を有するダイヤモンド信号検出・増幅素子の作製」及び(2)「p型及びn型CVDダイヤモンドの高品質化プロセスの開発」について研究を行った。まず(1)では、(1)5度のオフ角を有する(001)微斜面基板を活用したマイクロ波プラズマCVD作製プロセスの適正化を行い、アンドープ・ホモエピタキシャルダイヤモンド膜自体の結晶品質を向上できた。(2)同微斜面基板を用いる高品質自立膜の作製プロセスを適正化し、ダイヤモンド自立膜を作製し、その高品質性を明らかにした。(3)ホウ素ドープ層の挿入により、低品質高圧合成基板へのキャリア拡散が抑制できることを示した。(4)デバイスシミュレータを用いたエネルギーバンドの曲がりの解析により、ホウ素ドープ層挿入の有用性が分かった。また、同挿入層を含むダイヤモンド積層構造の適正化を行った。(5)微小なショットキー電極の形成プロセスを検討し、適切な作製方法を決定した。(6)得られたダイヤモンド自立膜を用いて検出器を試作し、その特性を評価した。他方(2)については、(1)オフ角5度の(001)微斜面基板におけるホウ素ドープ層の作製プロセス、特に合成温度を適正化した。(2)ホウ素ドープ試料においてこれまで生じていた高ドープ濃度化に伴う機能性の低下を大幅に抑制できる新たなキャリア制御方法を見出した(特許出願予定)。(3)微斜面基板に対する燐の一様なドーピングによるキャリア濃度の増大は容易でないが、燐のデルタドープ層の活用は微斜面ダイヤモンドの高機能化に有効であることを見出した。(4)高品質ダイヤモンド中への窒素不純物の高濃度ドープに関する知見を得、微斜面基板の場合に均一にドープできるCVD条件を見出した。(5)デバイスシミュレータを用いて、負性電子親和力を活用するダイヤモンド電子エミッタの素子構造の検討を行い、電子エミッタとしての有用性と問題点を抽出した。
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