| 研究課題/領域番号 |
25820128
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| 研究機関 | 独立行政法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
加藤 有香子 独立行政法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクス研究センター, 主任研究員 (90509837)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | ダイヤモンド / ショットキーバリアダイオード / 転位 / X線トポグラフィー |
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| 研究実績の概要 |
高効率パワーデバイスの動作に影響を及ぼすCVDダイヤモンドの転位を解明するために、最大耐圧1kVの疑似縦型ショットキーバリアダイオード(p-ダイヤ/Ib型ダイヤ)を複数作成し、X線トポグラフィ法でショットキー電極中の転位種分布を観察した。デバイス作製は産総研内設備、X線トポグラフィ測定は高エネルギー加速器研究機構内のフォトンファクトリーにて実施した。
転位種分布と素子の耐圧測定の相関を調べた結果、いわゆるキラー欠陥の存在は確認できなかったものの、刃状転位・混合転位・未同定欠陥A, Bのうち、刃状転位、未同定欠陥Bの2つが素子特性を劣化させる傾向にあることを解明した。この結果はリーク電流が小さいとき(1μA)でも大きい時(2mA)でも変わらなかった。この結果は、ダイオード動作の初期段階からブレークダウンの段階まで、転位が素子に影響を及ぼすメカニズムは変わらないことを示唆している。
本結果は国際学会にて発表するとともに、論文にまとめた。まとめた論文は、Diamond related materials誌にアクセプトされている。
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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
高効率パワーデバイスの動作に影響を及ぼすCVDダイヤモンドの転位を解明のため、1kV耐圧デバイスの作成・転位評価、解析を実施し、より影響が大きいのが刃状転位・未同定欠陥Bであることを示すことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度で解明できなかった、未同定欠陥Bを同定することと、より高耐圧のデバイスを作成して転位種分布と耐圧特性の相関を議論するのが大きな課題である。より高耐圧のデバイスを作成するためには、デバイス構造の最適化(p+層を挟む、フィールドプレート作成など)が必要となるが、これらの作業は既存設備の利用で達成可能である。未同定欠陥Bの解析については、TEM設備を有する施設の利用を検討していきたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
出張の際、安価な航空チケットが手に入ったり、入札の結果予定よりも安く物品購入できたため、次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度は、ダイヤモンドデバイスを新規に作成するためのダイヤモンド基板と研磨代(40万)、X線トポグラフィ測定用の原子核乾板代(10万)、学会発表旅費(15万)、実験出張旅費(10万)、プロセス施設利用料(15万)および論文執筆費用(10万)として補助金を利用したいと考えている。
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