【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NM5313
利用課題名 / Title
ダイヤモンド半導体用プロセスの開発
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
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）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（副 / Sub）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
キーワード / Keywords
高周波デバイス/ High frequency device,ワイドギャップ半導体/ Wide gap semiconductor,電子線リソグラフィ/ EB lithography
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)
小泉 聡
所属名 / Affiliation
物質・材料研究機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
川島宏幸,若井知子
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
浦野 絵里,藤井 美智子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-635：電子ビーム描画装置 [ELS-BODEN100]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ダイヤモンドは物質中最大の熱伝導率、高い絶縁破壊電界や高いバルク移動度などにより究極の半導体材料と呼ばれている。また、バンドギャップが大きく単一軽元素による半導体のため、パワーデバイスや高周波デバイスなどの一般用途に加え高温や放射線環境でも破壊しない耐環境半導体として次世代原子炉の安全性を高めたり、廃炉工程での利用や航空宇宙環境での利用が期待されている。ただし加工技術の未成熟さから素子性能は材料性能から期待される特性の1/10以下にとどまっており実用化にはプロセス開発が必須である。本研究ではダイヤモンド半導体デバイスのプロセス開発を主目的として実験を行う。
実験 / Experimental
ダイヤモンド半導体デバイスの高性能化にはリソグラフィーの精度を上げる必要がある。ただしダイヤモンドは炭素による軽元素結晶であるため加速電子線の反射や透過特性がシリコンと異なるため、条件出しが必要となる。本研究ではダイヤモンド上へのEBリソグラフィの条件調査を行った。レジストは電子線レジストZEP520Aを用い、物質材料研究機構の並木ファウンドリの電子線リソグラフィーを用いて加工を行った。電流量を500pA、ドーズ量を400uC/cm2とした。
結果と考察 / Results and Discussion
図に加工結果を示す。設計開口幅200nmに対し242nmでの開口となっている。これは電子線のドーズ量がオーバーであったためと考えられる。今後、ドーズ量を調整し加工精度を高める。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
EBリソグラフィー後の様子
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