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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21246011
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 伊藤 利道 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00183004)
• 研究分担者: 毎田 修 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40346177)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 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(001)基板 / ホウ素ドープ / 燐ドープ / 粒子検出器 / パワーデバイス / 不純物バンド伝導

研究概要

高電力密度マイクロ波プラズマ気相合成法を用いた (001)微斜面基板上のホモエピ成長がダイヤモンド膜の高品質化・高堆積速度化に有効であることを実証し、高濃度ドープでの機能性低下が抑制可能な新規キャリア制御方法を見出した。また、深紫外線や軟X線の低電圧検出特性を格段に改善し、高放射線照射下の Si・ダイヤモンド複合型サーベイメータの有用性を実証し、室温動作ノーマリオフ型 p-i-p FET デバイス構造を提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Survey meter combining CVD diamond and silicon detectors for wide range of dose rates and high accumulated doses (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, A. Yamaguchi, O. Maida, T. Ito
  • 雑誌名: Radiation Meas 巻: Vol.47 ページ: 266-271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitivity improvement of γ-ray detector fabricated with self-standing CVD diamond by attaching heavy element film (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, O. Maida, T. Ito
  • 雑誌名: Diam. Relat. Mater. 巻: Vol.29 ページ: 2-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hall data analysis of heavily boron-doped CVD diamond films using a model considering an impurity band well separated from valence bands (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Aono, O. Maida, T. Ito
  • 雑誌名: Diam. Relat. Mater 巻: Vol.20 ページ: 1357-1362
  • 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 performance (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Maida, H. Sato, M. Kanasugi, S. Iguchi, T. Ito
  • 雑誌名: Diam. Relat. Mater. 巻: Vol.20 ページ: 242-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement in low-voltage performance of surface-electrode soft-X-ray detectors composed of undoped homo- epitaxial CVD/HPHT Ib diamond layers (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kanasugi, Y. Iwakaji, T. Yamamoto, O. Maida, Y. Takeda, Y. Saitoh, T. Ito
  • 雑誌名: Nucl. Instr. Methods Phys. Research A 巻: Vol.621 ページ: 650-655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-standing device-quality single-crystalline diamond films on vicinal (001) surfaces fabricated using micro- wave-plasma chemical-vapor-deposition method (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Iguchi, O. Maida, T. Ito
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: Vol.518 ページ: S38-S41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of diamond ultraviolet detec-tors fabricated with high-quality single- crystal- line chemical vapor deposition films (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Iwakaji, M. Kanasugi, O. Maida, T. Ito
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: Vol.94 ページ: 223511-1-3
  • 査読あり
• [学会発表] Micro- wave-plasma chemical-vapor-deposition homo- epitaxial processes suitable for heavily P-doped diamond films on vicinal (001) surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tada,H. Nishio, O. Maida, T. Ito
  • 学会等名: 11th Asia Pacific Conf. on Plasma Sci. and Technol.
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2012-10-02
• [学会発表] Improvement on p-type performance of CVD diamond by isolating thin heavily-boron-doped layer as innumerable islands (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Maida, M. Aono, T. Ito
  • 学会等名: 15th Intl. Conf. on Thin Films
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] Carrier transport property of heavily boron-doped degenerate diamond single-crystalline thin layers etched with hydrogen plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kuki, O. Maida, T. Ito
  • 学会等名: 2012 Intl. Conf. on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Kyoto. Japan
  • 年月日: 2010-09-26
• [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 detectors (2010)
  • 著者名/発表者名: O. Maida, S. Iguchi, T. Igarashi, H. Sato, T. Ito
  • 学会等名: 21st European Conf. 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 elements (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, A. Yamaguchi, M. Maida, T. Ito
  • 学会等名: 21st European Conf. 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] Reduced influ- ences of the HPHT substrates on the electronic quality of homoepitaxial CVD diamond layers and on their UV detector performance (2010)
  • 著者名/発表者名: O. Maida, S. Iguchi, T. Ito
  • 学会等名: 4th Intl. Conf. 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 chamber (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Maida, T. Hidaka, T. Ito
  • 学会等名: 4th Intl. Conf. on New Diamond and Nano Carbons (NDNC2010)
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 2010-05-17
• [備考] ホームページ
  • URL: http://daiyan.eei.eng.osaka-u.ac.jp/