【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0025
利用課題名 / Title
ダイヤモンドデバイスのためのプロセス技術開発
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
ダイヤモンドデバイス,ワイドバンドギャップ半導体,次世代パワーデバイス材料,Ib型(100)単結晶基板
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
渡邊 幸志
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-006：マスクレス露光装置
AT-025：スパッタ成膜装置(芝浦）
AT-030：プラズマCVD薄膜堆積装置
AT-089：赤外線ランプ加熱炉（RTA）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ダイヤモンドは、5.48 eVの大きなバンドギャップを持つワイドバンドギャップ半導体で、次世代パワーデバイス材料として応用が進むSiCやGaNを超える物性値を持つことから、次々世代パワーデバイスへの応用が期待されている。しかし、ダイヤモンドは、他の半導体材料と比較してウエハの大口径化が難しいため、巨大な現在のメガファブとの整合性が全く無いことが将来の応用と普及の障害となっている。本研究では、現在一般的に流通している市販ウエハ(□3 mm)サイズを使ったショットキーバリアダイオードの試作を通じダイヤモンドデバイスのためのプロセス技術を開発することを目指す。本年度は、3 mm×3 mm×0.5 mm基板へのプロセスに必要な技術習得を行ったので報告する。
実験 / Experimental
【利用した主な装置】
【NPF006】マスクレス露光装置
【NPF008】スピンコーター（フォト）
【NPF012】ドラフトチャンバー(右)
【NPF013】ドラフトチャンバー(左)
【NPF014】有機ドラフトチャンバー_1
【NPF015】酸アルカリドラフトチャンバー_1
【NPF025】スパッタ成膜装置(芝浦)
【NPF030】プラズマCVD薄膜堆積装置
【NPF084】デジタルマイクロスコープ
【NPF089】赤外線ランプ加熱炉(RTA)
【NPF106】小型自動現像装置
【NPF111】酸アルカリドラフトチャンバー_2
【NPF112】有機ドラフトチャンバー_2
【実験方法】
ウエハは、サイズ3 mm×3 mm×0.5 mmの高圧高温合成Ib型(100)単結晶基板を使用した。ここでは、電極間のガードリングとなるSi酸化膜の成膜をプラズマCVD薄膜堆積装置により、TEOSガス流量5 sccm、酸素ガス流量95 sccm、基板温度350℃で行った。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1は、Si酸化膜を成膜したダイヤモンド基板の光学顕微鏡像を示す。プラズマCVD法により基板温度350℃で平滑なSi酸化膜を成膜することができた。膜厚は、光干渉式膜厚計により測定し、508 nmと見積もられ、設計値(500 nm)と1.6%の相対誤差を確認した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 Optical microscope image of a 500nm SiO2/diamond substrate
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件