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2010 年度 実績報告書

高品質CVDダイヤモンドを用いた高機能電子デバイス開発の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 21246011
研究機関大阪大学

研究代表者

伊藤 利道  大阪大学, 工学研究科, 助教 (00183004)

研究分担者 毎田 修  大阪大学, 工学研究科, 助教 (40346177)
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 / ホウ素ドープダイヤモンド / 不純物伝導 / ダイヤモンド検出器 / ダイヤモンドパワーデバイス
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」、(2)「p型及びn型CVDダイヤモンドの高品質化作製プロセスの開発」及び(3)「ダイヤモンド電子デバイス作製の基礎プロセスの開発」について研究を行った。まず(1)については、(1)高品質ホモエピ自立膜では、高電力密度プラズマ(WP)CVD法によりメタン濃度5%で<110>方向に微小角傾いた(001)基板上のホモエピにより作製することが推奨されるが、低品質基板の分離後に行う機械研磨の影響を除去することがCVD自立膜の高品質性の維持には肝要であることが判明した。(2)サイズの異なる微小ショットキー電極を形成するため、収束イオンビームを用いた作製プロセスを開発した。(3)電極サイズが充分小さくなればダイヤモンド検出器の信号強度が増大することを見出すとともに、位置敏感型ダイヤモンド検出器を試作した。また、(4)モンテカルロシミュレーションにより、ダイヤモンド個人線量計における適正な素子構造を見出した。(2)については、(1)作製した局所的高濃度ホウ素ドープ試料がダイヤモンド電子デバイスの高機能化に有用であることを明らかにした。(2)高濃度ホウ素ドープ試料における不純物バンド伝導や格子定数の変化について新たな知見を得た。また、(3)燐ドープ試料については、微斜面基板におけるホモエピプロセスにおいて、これまで用いていた温度より高温度領域に適正な合成条件があることを見出した。さちに、(4)有効性が確認されたδ燐ドープ層の積層方法の有効なMWPCVDプロセスについて知見が得られた。(3)については、(1)パワーエレクトロニクスデバイスへの応用を目指し、デバイスシミュレータにより主としてホウ素ドープp型層とアンドープ層とを主体とするノーマリオフ型デバイス構造の候補を見出した。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (23件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Structure optimization of diamond personal dosimeters based on Monte Carlo simulations2011

    • 著者名/発表者名
      H.Sato
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      巻: 20 ページ: 140-144

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduced influences of the HPHT substrates on the electronic quality of homoepitaxial CVD diamond layers and on their ultraviolet detector performance2011

    • 著者名/発表者名
      O.Maida
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      巻: 20 ページ: 242-245

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Abnormal current increases induced under high electric fields in asymmetrical graphite-intrinsic diamond-graphite structures fabricated with high-quality homoepitaxial chemical-vapor-deposited diamond layers2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hamada
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 107 ページ: 063708(1-6)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-standing device-duality single-crystalline diamond films on vicinal(001) surfaces fabricated using microwave-plasma chemical-vapor-deposition method2010

    • 著者名/発表者名
      S.Iguchi
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 518 ページ: S38-S41

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement in low-voltage performance of surface-electrode soft-X-ray detectors composed of undoped homoepitaxial CVD/HPHT Ib diamond layers2010

    • 著者名/発表者名
      M.Kanasugi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

      巻: 621 ページ: 650-655

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron detection performance of diamond avalanche diode2010

    • 著者名/発表者名
      H.Morishita
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology B

      巻: 28 ページ: 1169-1172

    • 査読あり
  • [学会発表] (001)微斜面基板上のホモエピタキシャルCVDダイヤモンド薄膜におけるδ燐ドープ積層構造の作製2011

    • 著者名/発表者名
      西尾晴樹
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会(2011年春季)
    • 発表場所
      神奈川工科大学, 厚木
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] 移動度の異なる複数のキャリア群を考慮した輸送モデルによる高濃度ホウ素ドープCVDダイヤモンドにおけるHallデータの解析2011

    • 著者名/発表者名
      青野雅之
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会(2011年春季)
    • 発表場所
      神奈川工科大学, 厚木
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] CVDダイヤモンド薄膜における局所的電気的諸特性の走査型プローブ顕微鏡による大気圧下の微視的評価2011

    • 著者名/発表者名
      市川喬啓
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会(2011年春季)
    • 発表場所
      神奈川工科大学, 厚木
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] CVDダイヤモンド薄膜の局所的電気特性の導電性探針AFMを用いた大気中評価2010

    • 著者名/発表者名
      市川喬啓
    • 学会等名
      第51回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      大阪大学, 吹田
    • 年月日
      2010-11-05
  • [学会発表] (001)微斜面基板における燐ドープCVDダイヤモンド薄膜のホモエピタキシャル成長2010

    • 著者名/発表者名
      西尾晴樹
    • 学会等名
      第51回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      大阪大学, 吹田
    • 年月日
      2010-11-05
  • [学会発表] (001)微斜面基板におけるCVDダイヤモンド成長の端面効果2010

    • 著者名/発表者名
      浮田昂史
    • 学会等名
      第51回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      大阪大学, 吹田
    • 年月日
      2010-11-05
  • [学会発表] 高品質(001)微斜面CVDダイヤモンド基板における高濃度窒素ドープ2010

    • 著者名/発表者名
      石川裕之
    • 学会等名
      第51回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      大阪大学, 吹田
    • 年月日
      2010-11-05
  • [学会発表] 高温高圧合成基板によるホモエピタキシャルCVDダイヤモンド膜への影響評価とその低減2010

    • 著者名/発表者名
      毎田修
    • 学会等名
      第51回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      大阪大学, 吹田
    • 年月日
      2010-11-04
  • [学会発表] ホウ素ドープp型CVDダイヤモンド薄膜のナノ構造化による高機能化2010

    • 著者名/発表者名
      青野雅之
    • 学会等名
      第51回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      大阪大学, 吹田
    • 年月日
      2010-11-04
  • [学会発表] FIBを用いたCVDダイヤモンド微細電極の形成とその特性評価2010

    • 著者名/発表者名
      五十嵐透
    • 学会等名
      第51回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      大阪大学, 吹田
    • 年月日
      2010-11-04
  • [学会発表] 微斜面基板におけるCVDダイヤモンド成長の端面効果2010

    • 著者名/発表者名
      浮田昂史
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会(2010年秋季)
    • 発表場所
      長崎大学, 長崎
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] 高品質(001)微斜面CVDダイヤモンド基板における高濃度窒素ドープ2010

    • 著者名/発表者名
      石川裕之
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会(2010年秋季)
    • 発表場所
      長崎大学, 長崎
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] (001)微斜面基板における燐ドープCVDダイヤモンド薄膜のホモエピタキシャル成長2010

    • 著者名/発表者名
      西尾晴樹
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会(2010年秋季)
    • 発表場所
      長崎大学, 長崎
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] ホウ素ドープ層のナノ構造化によるp型CVDダイヤモンドの高機能化II2010

    • 著者名/発表者名
      青野雅之
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会(2010年秋季)
    • 発表場所
      長崎大学, 長崎
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] CVDダイヤモンド放射線検出器の耐放射線性評価2010

    • 著者名/発表者名
      佐東秀徳
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会(2010年秋季)
    • 発表場所
      長崎大学, 長崎
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] FIBを用いたCVDダイヤモンド微細電極の形成とその特性評価2010

    • 著者名/発表者名
      五十嵐透
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会(2010年秋季)
    • 発表場所
      長崎大学, 長崎
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] 導電性探針AFMによるCVDダイヤモンドの局所的電気特性の評価2010

    • 著者名/発表者名
      市川喬啓
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会(2010年秋季)
    • 発表場所
      長崎大学, 長崎
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] Fabrication of self-standing device-quality single-crystalline diamond films on vicinal (001) surfaces and its application to the high-energy photon detectors2010

    • 著者名/発表者名
      O.Maida
    • 学会等名
      The 21st European Conference on Diamond, Diamond-Like Materials, Carbon Nanotubes, and Nitrides (Diamond 2010)
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2010-09-06
  • [学会発表] Hall data analysis of heavily-boron-doped CVD diamond films based on a two-type carrier model and their application to improvement on p-type performance of CVD diamond2010

    • 著者名/発表者名
      M.Aono
    • 学会等名
      The 21st European Conference on Diamond, Diamond-Like Materials, Carbon Nanotubes, and Nitrides (Diamond 2010)
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2010-09-06
  • [学会発表] Investigation of diamond radiation detectors combined with heavy elements2010

    • 著者名/発表者名
      H.Sato
    • 学会等名
      The 21st European Conference on Diamond, Diamond-Like Materials, Carbon Nanotubes, and Nitrides (Diamond 2010)
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2010-09-06
  • [学会発表] Structure optimization of diamond personal dosimeters based on Monte Carlo simulations2010

    • 著者名/発表者名
      H.Sato
    • 学会等名
      The 4-th International Conference on New Diamond and Nano Carbons (NDNC2010)
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2010-05-17
  • [学会発表] Growth and characterization of heavily phosphorus-doped homoepitaxial (001) diamond films grown using high-power-density MWPCVD method with a conventional quartz-tube chamber2010

    • 著者名/発表者名
      O.Maida
    • 学会等名
      The 4-th International Conference on New Diamond and Nano Carbons (NDNC2010)
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2010-05-17
  • [学会発表] Reduced influences of the HPHT substrates on the electronic quality of homoepitaxial CVD diamond layers and on their UV detector performance2010

    • 著者名/発表者名
      O.Maida
    • 学会等名
      The 4-th International Conference on New Diamond and Nano Carbons (NDNC2010)
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2010-05-17
  • [備考]

    • URL

      http://daiyan.eei.eng.osaka-u.ac.jp/

  • [備考]

    • URL

      http://www.eng.osaka-u.ac.jp/ja/department/

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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