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2016 年度 実績報告書

ドーピング時の発光測定を用いたSiCへのウエットケミカルレーザドープの機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 26420309
研究機関九州大学

研究代表者

池田 晃裕  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (60315124)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードSiC / レーザドーピング
研究実績の概要

本年度は,より深いAlのドーピングを目指して,ロングパルス(100ns)レーザを用いた塩化アルミ水溶液中での複数回レーザ照射を行った.ショートパルス(55ns)と比較してレーザビームのピークパワーが低く,またショット時間内で均一なパワーを得られることから,レーザを複数回照射してもSiCのアブレーションが起こらず,Alのより深い拡散が得られると考えた.ショートパルス,1ショットの照射ではAlの検出限界の深さは40nm程度であったが,ロングパルス,100ショットで140nm程度まで深くできた.
また,SiC上に堆積したAl膜をドーピング源とした実験も行った.ドーピング時にSiCチップを昇温することで,より深く,かつレーザショット領域の面内で均一なAlのドーピングができることを確認した.1E19 (/cm^3)以上の高濃度ドーピング領域の深さは,室温照射で60nm程度であったのに対し,500℃照射では100nmであった.
さらに,SiC上のAl膜を用いたドーピングによりp型化した領域の確認を行った. SCM(Scanning Capacitance Microscopy)法,および低速SEMによるPN接合コントラスト法を用いた.SCM法により,Alドーピング領域の表面を測定したところ,p型に活性化していることが確認された.またSEMのPN接合コントラスト法により,SiC上のAl膜をドーピング源として用いたサンプルでは,深さ100nm程度までp型化していることを確認した.加えて,室温でSiC上のAl膜にレーザ照射したサンプルは,レーザショット領域(300um角)の中央部(100X300um)のみp型化しているのに対し,500℃で照射したサンプルは,ほぼショット領域の全面がp型化していることを確認した.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Increased doping depth of Al in wet-chemical laser doping of 4H-SiC by expanding laser pulse2017

    • 著者名/発表者名
      A. Ikeda, D. Marui, R. Sumina, H. Ikenoue, T. Asano
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      http://doi.org/10.1016/j.mssp.2016.11.036

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Al Doping from Laser Irradiated Al Film Deposited on 4H-SiC2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ikeda, R. Sumina, H. Ikenoue, T. Asano
    • 雑誌名

      Material Science Forum

      巻: 858 ページ: 527-530

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.858.527

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 4H-SiC中へのAlのレーザドーピングおけるドープ領域の調査2017

    • 著者名/発表者名
      池田 晃裕,角名 陸歩,筒井 良太,池上 浩,浅野 種正
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-15
  • [学会発表] Effects of Substrate Heating on Al Doping Performed by Irradiating Laser Beam to Al Film on 4H-SiC2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ikeda, R. Tsutsui, R. Sumina, H. Ikenoue, T. Asano
    • 学会等名
      European Conference on Silicon Carbide & Related Materials
    • 発表場所
      Halkidiki, Greece
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Thickness dependence of doping characteristic in Al doping into 4H-SiC by laser irradiation to deposited Al film2016

    • 著者名/発表者名
      R. Sumina, A. Ikeda, H. Ikenoue, T. Asano
    • 学会等名
      Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      2016-07-05 – 2016-07-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Increased Doping Depth of Al in Wet- chemical Laser Doping of 4H-SiC by Expanding Laser Pulse2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ikeda, D. Marui, R. Sumina, H. Ikenoue, T. Asano
    • 学会等名
      7th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces and International SiGe Technology and Device Meeting
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-06-11 – 2016-06-11
    • 国際学会
  • [産業財産権] レーザドーピング装置及びレーザドーピング方法2015

    • 発明者名
      大久保智幸,池上浩,池田晃裕,浅野種正,若林理
    • 権利者名
      九州大学,ギガフォトン(株)
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      WO2016151723 A1
    • 出願年月日
      2015-03-23
    • 取得年月日
      2016-09-29
    • 外国
  • [産業財産権] 不純物導入装置、不純物導入方法及び半導体素子の製造方法2015

    • 発明者名
      池田晃裕,池上浩,浅野種正,井口研一,中澤治雄,関康和
    • 権利者名
      九州大学,富士電機(株)
    • 産業財産権種類
      特許特開2016-157911
    • 公開番号
      特開2016-157911
    • 出願年月日
      2015-08-28
    • 取得年月日
      2016-09-01
  • [産業財産権] 不純物導入方法及び半導体素子の製造方法2014

    • 発明者名
      池上浩,池田晃裕,浅野種正,井口研一,中澤治雄,関康和,松村徹
    • 権利者名
      九州大学,富士電機(株)
    • 産業財産権種類
      特許特開2016-51737
    • 公開番号
      特開2016-51737
    • 出願年月日
      2014-08-28
    • 取得年月日
      2016-04-11

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公開日: 2018-01-16  

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