JP2001068687A - ダイヤモンドｐｎ接合ダイオードおよびその作製方法 - Google Patents
ダイヤモンドｐｎ接合ダイオードおよびその作製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオン注入法を用いてｐｎ接合を実現し、ダ
イヤモンド半導体を電子デバイスとして活用できるよう
にする。 【解決手段】 この発明のダイヤモンドｐｎ接合体２０
は、基板１１上に形成したｐ型ダイヤモンド薄膜層２１
と、このｐ型ダイヤモンド薄膜層２１上に高品質アンド
ープダイヤモンド薄膜層２２ｉを形成し、その高品質ア
ンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉに不純物をイオン注
入してなるｎ型ダイヤモンド薄膜層２３と、を備えるこ
とを特徴としている。
イヤモンド半導体を電子デバイスとして活用できるよう
にする。 【解決手段】 この発明のダイヤモンドｐｎ接合体２０
は、基板１１上に形成したｐ型ダイヤモンド薄膜層２１
と、このｐ型ダイヤモンド薄膜層２１上に高品質アンド
ープダイヤモンド薄膜層２２ｉを形成し、その高品質ア
ンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉに不純物をイオン注
入してなるｎ型ダイヤモンド薄膜層２３と、を備えるこ
とを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、基板上に形成し
たダイヤモンドｐｎ接合ダイオードおよびその作製方法
に関するものである。
たダイヤモンドｐｎ接合ダイオードおよびその作製方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンドはワイドバンドギャップ半
導体として優れた物理的・化学的性質を兼ね備えてお
り、２００℃以下でのみ使用可能なシリコン（Ｓｉ）に
対し、１０００℃でも動作する可能性を有している。こ
の優れた性質を有するダイヤモンドを電子デバイスヘ応
用する場合、基礎となるｐ型半導体およびｎ型半導体を
作製し、ダイヤモンドｐｎ接合ダイオードを作製するこ
とが基本となる。
導体として優れた物理的・化学的性質を兼ね備えてお
り、２００℃以下でのみ使用可能なシリコン（Ｓｉ）に
対し、１０００℃でも動作する可能性を有している。こ
の優れた性質を有するダイヤモンドを電子デバイスヘ応
用する場合、基礎となるｐ型半導体およびｎ型半導体を
作製し、ダイヤモンドｐｎ接合ダイオードを作製するこ
とが基本となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特にデバイス
応用の観点から、イオン注入法を用いて電気伝導（ｐ
型、ｎ型）を制御し、そのｐ型半導体およびｎ型半導体
を接合する技術の開発が望まれているが、イオン注入法
のこのような応用はシリコン（Ｓｉ）と比較してほとん
ど実現の目処が立っていない。
応用の観点から、イオン注入法を用いて電気伝導（ｐ
型、ｎ型）を制御し、そのｐ型半導体およびｎ型半導体
を接合する技術の開発が望まれているが、イオン注入法
のこのような応用はシリコン（Ｓｉ）と比較してほとん
ど実現の目処が立っていない。
【０００４】この発明は上記に鑑み提案されたもので、
イオン注入法を用いてダイヤモンド半導体を電子デバイ
スとして活用できるようにする上で基本となるダイヤモ
ンドｐｎ接合ダイオードおよびその作製方法を提供する
ことを目的とする。
イオン注入法を用いてダイヤモンド半導体を電子デバイ
スとして活用できるようにする上で基本となるダイヤモ
ンドｐｎ接合ダイオードおよびその作製方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、基板上に形成したダイヤ
モンドｐｎ接合ダイオードにおいて、上記基板上に形成
したｐ型ダイヤモンド薄膜層と、上記ｐ型ダイヤモンド
薄膜層上に高品質アンドープダイヤモンド薄膜層を形成
し、その高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不純物
をイオン注入してなるｎ型ダイヤモンド薄膜層と、を備
えることを特徴としている。
に、請求項１に記載の発明は、基板上に形成したダイヤ
モンドｐｎ接合ダイオードにおいて、上記基板上に形成
したｐ型ダイヤモンド薄膜層と、上記ｐ型ダイヤモンド
薄膜層上に高品質アンドープダイヤモンド薄膜層を形成
し、その高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不純物
をイオン注入してなるｎ型ダイヤモンド薄膜層と、を備
えることを特徴としている。
【０００６】また、請求項２に記載の発明は、上記した
請求項１に記載の発明の構成に加えて、上記ｐ型ダイヤ
モンド薄膜層は、基板上に高品質アンドープダイヤモン
ド薄膜層を形成し、その高品質アンドープダイヤモンド
薄膜層に不純物をドープしてなる、ことを特徴としてい
る。
請求項１に記載の発明の構成に加えて、上記ｐ型ダイヤ
モンド薄膜層は、基板上に高品質アンドープダイヤモン
ド薄膜層を形成し、その高品質アンドープダイヤモンド
薄膜層に不純物をドープしてなる、ことを特徴としてい
る。
【０００７】また、請求項３に記載の発明は、基板上に
形成したダイヤモンドｐｎ接合ダイオードにおいて、上
記基板上に形成したｎ型ダイヤモンド薄膜層と、上記ｎ
型ダイヤモンド薄膜層上に高品質アンドープダイヤモン
ド薄膜層を形成し、その高品質アンドープダイヤモンド
薄膜層に不純物をイオン注入してなるｐ型ダイヤモンド
薄膜層と、を備えることを特徴としている。
形成したダイヤモンドｐｎ接合ダイオードにおいて、上
記基板上に形成したｎ型ダイヤモンド薄膜層と、上記ｎ
型ダイヤモンド薄膜層上に高品質アンドープダイヤモン
ド薄膜層を形成し、その高品質アンドープダイヤモンド
薄膜層に不純物をイオン注入してなるｐ型ダイヤモンド
薄膜層と、を備えることを特徴としている。
【０００８】さらに、請求項４に記載の発明は、上記し
た請求項３に記載の発明の構成に加えて、上記ｎ型ダイ
ヤモンド薄膜層は、基板上に高品質アンドープダイヤモ
ンド薄膜層を形成し、その高品質アンドープダイヤモン
ド薄膜層に不純物をドープしてなる、ことを特徴として
いる。
た請求項３に記載の発明の構成に加えて、上記ｎ型ダイ
ヤモンド薄膜層は、基板上に高品質アンドープダイヤモ
ンド薄膜層を形成し、その高品質アンドープダイヤモン
ド薄膜層に不純物をドープしてなる、ことを特徴として
いる。
【０００９】請求項５に記載の発明は、上記した請求項
１または２に記載の発明の構成に加えて、上記基板をｐ
型とするとともに、上記ｐ型ダイヤモンド薄膜層の正孔
濃度を基板の正孔濃度より低くした、ことを特徴として
いる。
１または２に記載の発明の構成に加えて、上記基板をｐ
型とするとともに、上記ｐ型ダイヤモンド薄膜層の正孔
濃度を基板の正孔濃度より低くした、ことを特徴として
いる。
【００１０】また、請求項６に記載の発明は、上記した
請求項３または４に記載の発明の構成に加えて、上記基
板をｎ型とするとともに、上記ｎ型ダイヤモンド薄膜層
の電子濃度を基板の電子濃度より低くした、ことを特徴
としている。
請求項３または４に記載の発明の構成に加えて、上記基
板をｎ型とするとともに、上記ｎ型ダイヤモンド薄膜層
の電子濃度を基板の電子濃度より低くした、ことを特徴
としている。
【００１１】また、請求項７に記載の発明は、上記した
請求項１から６の何れかに記載の発明の構成に加えて、
上記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層は、膜厚を少
なくとも２００ｎｍ以上とした場合に室温で紫外光を発
光する程度に高品質のものである、ことを特徴としてい
る。
請求項１から６の何れかに記載の発明の構成に加えて、
上記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層は、膜厚を少
なくとも２００ｎｍ以上とした場合に室温で紫外光を発
光する程度に高品質のものである、ことを特徴としてい
る。
【００１２】また、請求項８に記載の発明は、上記した
請求項１から７の何れかに記載の発明の構成に加えて、
上記ｐ型ダイヤモンド薄膜層表面およびｎ型ダイヤモン
ド薄膜層表面が積層最表面となるとき、イオン注入によ
りその表面をグラファイト低抵抗層とし、このグラファ
イト低抵抗層上に電極を形成するようにした、ことを特
徴としている。
請求項１から７の何れかに記載の発明の構成に加えて、
上記ｐ型ダイヤモンド薄膜層表面およびｎ型ダイヤモン
ド薄膜層表面が積層最表面となるとき、イオン注入によ
りその表面をグラファイト低抵抗層とし、このグラファ
イト低抵抗層上に電極を形成するようにした、ことを特
徴としている。
【００１３】さらに、請求項９に記載の発明は、基板上
にダイヤモンドｐｎ接合ダイオードを形成するダイヤモ
ンドｐｎ接合ダイオード作製方法において、上記基板上
にｐ型ダイヤモンド薄膜層を形成し、上記ｐ型ダイヤモ
ンド薄膜層上に高品質アンドープダイヤモンド薄膜層を
形成し、上記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不
純物をイオン注入してｎ型ダイヤモンド薄膜層とし、ダ
イヤモンドｐｎ接合ダイオードを形成する、ことを特徴
としている。
にダイヤモンドｐｎ接合ダイオードを形成するダイヤモ
ンドｐｎ接合ダイオード作製方法において、上記基板上
にｐ型ダイヤモンド薄膜層を形成し、上記ｐ型ダイヤモ
ンド薄膜層上に高品質アンドープダイヤモンド薄膜層を
形成し、上記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不
純物をイオン注入してｎ型ダイヤモンド薄膜層とし、ダ
イヤモンドｐｎ接合ダイオードを形成する、ことを特徴
としている。
【００１４】請求項１０に記載の発明は、基板上にダイ
ヤモンドｐｎ接合ダイオードを形成するダイヤモンドｐ
ｎ接合ダイオード作製方法において、上記基板上にｎ型
ダイヤモンド薄膜層を形成し、上記ｎ型ダイヤモンド薄
膜層上に高品質アンドープダイヤモンド薄膜層を形成
し、上記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不純物
をイオン注入してｐ型ダイヤモンド薄膜層とし、ダイヤ
モンドｐｎ接合ダイオードを形成する、ことを特徴とし
ている。
ヤモンドｐｎ接合ダイオードを形成するダイヤモンドｐ
ｎ接合ダイオード作製方法において、上記基板上にｎ型
ダイヤモンド薄膜層を形成し、上記ｎ型ダイヤモンド薄
膜層上に高品質アンドープダイヤモンド薄膜層を形成
し、上記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不純物
をイオン注入してｐ型ダイヤモンド薄膜層とし、ダイヤ
モンドｐｎ接合ダイオードを形成する、ことを特徴とし
ている。
【００１５】また、請求項１１に記載の発明は、上記し
た請求項９または１０に記載の発明の構成に加えて、上
記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層は、膜厚を少な
くとも２００ｎｍ以上とした場合に室温で紫外光を発光
する程度に高品質のものである、ことを特徴としてい
る。
た請求項９または１０に記載の発明の構成に加えて、上
記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層は、膜厚を少な
くとも２００ｎｍ以上とした場合に室温で紫外光を発光
する程度に高品質のものである、ことを特徴としてい
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。
面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明のダイヤモンドｐｎ接合ダイ
オードの製造に用いるマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の
構成を概略的に示す図である。図において、マイクロ波
プラズマＣＶＤ装置１００は、マイクロ波を基板１１の
法線方向から入射するエンドランチ型のものであり、マ
イクロ波源１は、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発振
し、最大出力が１．５ｋＷで、出力は必要に応じて調整
可能である。このマイクロ波源１の後段には、サーキュ
レータ２およびダミーロード３を設け、マイクロ波源１
から出たマイクロ波のうち、反射して導波管１２に戻っ
てきた反射波を水負荷として熱吸収し、反射波がマイク
ロ波源１の発振器に悪影響を及ぼすのを防止している。
また、サーキュレータ２の後段にチューナ４を設け、導
波管１２のインピーダンスを３本の棒で調整すること
で、マイクロ波の反射を押さえ全入射電力をプラズマで
消費できるようにしている。さらに、チューナ４の後段
に、導波管１２内に突き出たアンテナを持つアプリケー
タ５を設け、導波管１２を進行してきたＴＥ１０モード
のマイクロ波を同心円状のＴＭ０１モードに変換してい
る。マイクロ波をＴＭ０１モードにすることで、円筒の
反応容器１３にマイクロ波が整合し、安定したプラズマ
が得られるようになる。
オードの製造に用いるマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の
構成を概略的に示す図である。図において、マイクロ波
プラズマＣＶＤ装置１００は、マイクロ波を基板１１の
法線方向から入射するエンドランチ型のものであり、マ
イクロ波源１は、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発振
し、最大出力が１．５ｋＷで、出力は必要に応じて調整
可能である。このマイクロ波源１の後段には、サーキュ
レータ２およびダミーロード３を設け、マイクロ波源１
から出たマイクロ波のうち、反射して導波管１２に戻っ
てきた反射波を水負荷として熱吸収し、反射波がマイク
ロ波源１の発振器に悪影響を及ぼすのを防止している。
また、サーキュレータ２の後段にチューナ４を設け、導
波管１２のインピーダンスを３本の棒で調整すること
で、マイクロ波の反射を押さえ全入射電力をプラズマで
消費できるようにしている。さらに、チューナ４の後段
に、導波管１２内に突き出たアンテナを持つアプリケー
タ５を設け、導波管１２を進行してきたＴＥ１０モード
のマイクロ波を同心円状のＴＭ０１モードに変換してい
る。マイクロ波をＴＭ０１モードにすることで、円筒の
反応容器１３にマイクロ波が整合し、安定したプラズマ
が得られるようになる。
【００１８】原料ガスは、炭素源であるメタンガスと水
素ガスと必要に応じて供給される不純物ドープ用ガスと
の混合ガスであり、各ガスボンベ１５，…から減圧弁
（図示省略）およびマスフローコントローラ１６，…を
経て、ガス導入管６から反応容器１３に導かれる。メタ
ンガス側のマスフローコントローラ１６には、０．５％
以下の混合比（水素ガスに対するメタンガスの割合）を
得るために精度の高いものを用いる。
素ガスと必要に応じて供給される不純物ドープ用ガスと
の混合ガスであり、各ガスボンベ１５，…から減圧弁
（図示省略）およびマスフローコントローラ１６，…を
経て、ガス導入管６から反応容器１３に導かれる。メタ
ンガス側のマスフローコントローラ１６には、０．５％
以下の混合比（水素ガスに対するメタンガスの割合）を
得るために精度の高いものを用いる。
【００１９】なお、ＣＶＤダイヤモンド合成プロセス中
は、プロセスポンプによる排気を行い、反応容器１３内
を極めて清浄な真空環境に保ってプラズマＣＶＤによる
ダイヤモンド合成を進行させるようにしている。また、
ターボポンプ７は予備排気において高真空を得るために
使用し、ロータリポンプ１７は合成中の排気に使用し、
さらに、高周波加熱ヒータ１０は基板１１の温度制御に
使用している。基板１１は、試料交換扉１４を開けて反
応容器１３の所定位置にセッティングされる。
は、プロセスポンプによる排気を行い、反応容器１３内
を極めて清浄な真空環境に保ってプラズマＣＶＤによる
ダイヤモンド合成を進行させるようにしている。また、
ターボポンプ７は予備排気において高真空を得るために
使用し、ロータリポンプ１７は合成中の排気に使用し、
さらに、高周波加熱ヒータ１０は基板１１の温度制御に
使用している。基板１１は、試料交換扉１４を開けて反
応容器１３の所定位置にセッティングされる。
【００２０】上記のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置にお
いて、メタンガス濃度を低濃度としてダイヤモンド薄膜
層を作製し、その作製したダイヤモンド薄膜層の膜質評
価をカソードルミネッセンス（ＣＬ）を用いて行った。
いて、メタンガス濃度を低濃度としてダイヤモンド薄膜
層を作製し、その作製したダイヤモンド薄膜層の膜質評
価をカソードルミネッセンス（ＣＬ）を用いて行った。
【００２１】図２はメタンガス濃度を低濃度にして作製
したダイヤモンド薄膜層の紫外光範囲でのＣＬスペクト
ルを示す図である。図において、（ａ）はメタンガス濃
度を低濃度、例えば０．０１６％〜２．０％として作製
したダイヤモンド薄膜層のＣＬスペクトルであり、
（ｂ）はメタンガス濃度を通常の濃度（例えば６．０
％）として作製したダイヤモンド薄膜層のＣＬスペクト
ルである。
したダイヤモンド薄膜層の紫外光範囲でのＣＬスペクト
ルを示す図である。図において、（ａ）はメタンガス濃
度を低濃度、例えば０．０１６％〜２．０％として作製
したダイヤモンド薄膜層のＣＬスペクトルであり、
（ｂ）はメタンガス濃度を通常の濃度（例えば６．０
％）として作製したダイヤモンド薄膜層のＣＬスペクト
ルである。
【００２２】（ａ）のダイヤモンド薄膜層において、波
長２３５ｎｍのＣＬ強度が顕著に大きくなっているが、
この波長２３５ｎｍの発光はダイヤモンドの自由励起子
再結合による５．２７ｅＶの紫外光発光である。すなわ
ち、（ａ）のダイヤモンド薄膜層は、室温においてダイ
ヤモンドに固有のバンド端発光を顕著に示している。一
方、（ｂ）のダイヤモンド薄膜層は、不純物や欠陥など
が膜中に存在するため、バンドギャップ中に発光を妨げ
る再結合中心が現れ、バンド端発光は殆ど得られていな
い。この点を鑑みると、メタンガス濃度を低濃度として
作製したダイヤモンド薄膜層は、極めて良質（高品質）
の膜構成であることが分かる。このようなダイヤモンド
薄膜からのバンド端発光は、液体窒素温度以下の低温で
は報告例があるが、室温においては我々のグループが初
めて観測した。
長２３５ｎｍのＣＬ強度が顕著に大きくなっているが、
この波長２３５ｎｍの発光はダイヤモンドの自由励起子
再結合による５．２７ｅＶの紫外光発光である。すなわ
ち、（ａ）のダイヤモンド薄膜層は、室温においてダイ
ヤモンドに固有のバンド端発光を顕著に示している。一
方、（ｂ）のダイヤモンド薄膜層は、不純物や欠陥など
が膜中に存在するため、バンドギャップ中に発光を妨げ
る再結合中心が現れ、バンド端発光は殆ど得られていな
い。この点を鑑みると、メタンガス濃度を低濃度として
作製したダイヤモンド薄膜層は、極めて良質（高品質）
の膜構成であることが分かる。このようなダイヤモンド
薄膜からのバンド端発光は、液体窒素温度以下の低温で
は報告例があるが、室温においては我々のグループが初
めて観測した。
【００２３】なお、この実施形態で使用するダイヤモン
ド薄膜層は、上記のように室温で紫外光を発光する程度
に高品質のものであるが、同じ高品質ダイヤモンド薄膜
層であっても、膜厚が薄い、例えば膜厚が２００ｎｍ以
下のものであれば、室温での紫外光発光が観察されない
こともある。この実施形態では、そのような膜厚が薄い
がゆえに室温で紫外光が観察されないような、高品質の
ダイヤモンド薄膜層をも含めて使用する。
ド薄膜層は、上記のように室温で紫外光を発光する程度
に高品質のものであるが、同じ高品質ダイヤモンド薄膜
層であっても、膜厚が薄い、例えば膜厚が２００ｎｍ以
下のものであれば、室温での紫外光発光が観察されない
こともある。この実施形態では、そのような膜厚が薄い
がゆえに室温で紫外光が観察されないような、高品質の
ダイヤモンド薄膜層をも含めて使用する。
【００２４】図３はこの発明のダイヤモンドｐｎ接合ダ
イオードの製造プロセスの第１の例を示す図である。こ
の発明のダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０は、上記
したマイクロ波プラズマＣＶＤ装置１００を用いて次の
手順で製造される。なお、基板１１上に形成される各ダ
イヤモンド薄膜層２１および２２ｉは、いずれも反応容
器１３内を極めて清浄な真空環境に保って、低メタンガ
ス濃度の下で合成され、膜厚を少なくとも２００ｎｍ以
上とした場合に室温で紫外光を発光する程度に高品質の
ものとなっている。
イオードの製造プロセスの第１の例を示す図である。こ
の発明のダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０は、上記
したマイクロ波プラズマＣＶＤ装置１００を用いて次の
手順で製造される。なお、基板１１上に形成される各ダ
イヤモンド薄膜層２１および２２ｉは、いずれも反応容
器１３内を極めて清浄な真空環境に保って、低メタンガ
ス濃度の下で合成され、膜厚を少なくとも２００ｎｍ以
上とした場合に室温で紫外光を発光する程度に高品質の
ものとなっている。
【００２５】先ずステップ（１）で反応容器１３に基板
１１をセッティングする。この基板１１は、例えば高温
高圧下で人工合成されたダイヤモンドＩｂ（００１）絶
縁基板である。
１１をセッティングする。この基板１１は、例えば高温
高圧下で人工合成されたダイヤモンドＩｂ（００１）絶
縁基板である。
【００２６】次に、ステップ（２）で基板１１上に、ボ
ロン源としてトリメチルボロンを用い、ＣＶＤ法により
ボロンドープｐ型ダイヤモンド薄膜層２１を合成する。
ロン源としてトリメチルボロンを用い、ＣＶＤ法により
ボロンドープｐ型ダイヤモンド薄膜層２１を合成する。
【００２７】ステップ（３）では、ｐ型ダイヤモンド薄
膜層２１上の一部にマスク３０を乗せ、ｐ型ダイヤモン
ド薄膜層２１上およびマスク３０上に高品質のアンドー
プダイヤモンド薄膜層２２ｉを合成する。
膜層２１上の一部にマスク３０を乗せ、ｐ型ダイヤモン
ド薄膜層２１上およびマスク３０上に高品質のアンドー
プダイヤモンド薄膜層２２ｉを合成する。
【００２８】ステップ（４）では、マスク３０を除去し
てその上のアンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉを取り
除き、その部分のｐ型ダイヤモンド薄膜層２１を露出さ
せる。
てその上のアンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉを取り
除き、その部分のｐ型ダイヤモンド薄膜層２１を露出さ
せる。
【００２９】ステップ（５）では、反応容器１３から基
板１１を取り出し、多重イオン注入により、アンドープ
ダイヤモンド薄膜層２２ｉの周縁部分を残して中央部分
に対して、ｐ型ダイヤモンド薄膜層２１との界面に到達
する程度まで硫黄（Ｓ）を注入して、ｎ型ダイヤモンド
薄膜層２２を形成する。このようにして、下層のｐ型ダ
イヤモンド薄膜層２１との間でｐｎ接合を形成し、基板
１１上にダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０を構成す
る。また、アルゴンイオンを４０ｋｅＶで１×１０16ｃ
ｍ-2イオン注入して、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の最
表面から３０ｎｍ程度をグラファイト化しグラファイト
低抵抗層を形成する。
板１１を取り出し、多重イオン注入により、アンドープ
ダイヤモンド薄膜層２２ｉの周縁部分を残して中央部分
に対して、ｐ型ダイヤモンド薄膜層２１との界面に到達
する程度まで硫黄（Ｓ）を注入して、ｎ型ダイヤモンド
薄膜層２２を形成する。このようにして、下層のｐ型ダ
イヤモンド薄膜層２１との間でｐｎ接合を形成し、基板
１１上にダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０を構成す
る。また、アルゴンイオンを４０ｋｅＶで１×１０16ｃ
ｍ-2イオン注入して、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の最
表面から３０ｎｍ程度をグラファイト化しグラファイト
低抵抗層を形成する。
【００３０】ステップ（６）では、ｎ型ダイヤモンド薄
膜層２２の最表面に形成したグラファイト低抵抗層表面
にＴｉからなる電極２７を、また露出したｐ型ダイヤモ
ンド薄膜層２１の表面にＴｉからなる電極２８を蒸着
し、オーミック接触を得る。この電極２７，２８には、
酸化防止および耐熱性向上のため、Ｐｔ、Ａｕ等によっ
てカバー蒸着を行う。この電極２７，２８によって、電
流は電極２８、ｐ型ダイヤモンド薄膜層２１、ｎ型ダイ
ヤモンド薄膜層２２、グラファイト低抵抗層および電極
２７の順に流れる。
膜層２２の最表面に形成したグラファイト低抵抗層表面
にＴｉからなる電極２７を、また露出したｐ型ダイヤモ
ンド薄膜層２１の表面にＴｉからなる電極２８を蒸着
し、オーミック接触を得る。この電極２７，２８には、
酸化防止および耐熱性向上のため、Ｐｔ、Ａｕ等によっ
てカバー蒸着を行う。この電極２７，２８によって、電
流は電極２８、ｐ型ダイヤモンド薄膜層２１、ｎ型ダイ
ヤモンド薄膜層２２、グラファイト低抵抗層および電極
２７の順に流れる。
【００３１】上記構成のダイヤモンドｐｎ接合ダイオー
ド２０のうち、ｐ型ダイヤモンド薄膜層２１の特性評価
を図４を用いて、またｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の特
性評価を図５を用いて、さらにダイヤモンドｐｎ接合ダ
イオード２０そのものの特性評価を図６および図７を用
いて説明する。
ド２０のうち、ｐ型ダイヤモンド薄膜層２１の特性評価
を図４を用いて、またｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の特
性評価を図５を用いて、さらにダイヤモンドｐｎ接合ダ
イオード２０そのものの特性評価を図６および図７を用
いて説明する。
【００３２】図４は上記したｐ型ダイヤモンド薄膜層２
１と同一条件で作成したｐ型ダイヤモンド薄膜のホール
測定の結果を示す図である。図に示すように、正孔濃度
が２ｘ１０14ｃｍ-3で抵抗率が１５Ωｃｍのｐ型ダイヤ
モンド薄膜において、そのホール移動度は室温で１８０
０ｃｍ2 ／Ｖｓを越える値を、また１７０Ｋの低温下で
３０００ｃｍ2 ／Ｖｓを越える世界最高値をそれぞれ示
した。これは、図２に示す励起子発光を伴う高品質ダイ
ヤモンド薄膜にボロンをドープすることにより、高性能
のｐ型ダイヤモンド薄膜層が得られたことを示してい
る。
１と同一条件で作成したｐ型ダイヤモンド薄膜のホール
測定の結果を示す図である。図に示すように、正孔濃度
が２ｘ１０14ｃｍ-3で抵抗率が１５Ωｃｍのｐ型ダイヤ
モンド薄膜において、そのホール移動度は室温で１８０
０ｃｍ2 ／Ｖｓを越える値を、また１７０Ｋの低温下で
３０００ｃｍ2 ／Ｖｓを越える世界最高値をそれぞれ示
した。これは、図２に示す励起子発光を伴う高品質ダイ
ヤモンド薄膜にボロンをドープすることにより、高性能
のｐ型ダイヤモンド薄膜層が得られたことを示してい
る。
【００３３】図５は上記したｎ型ダイヤモンド薄膜層２
２と同一の条件で作成したｎ型ダイヤモンド薄膜のコン
ダクタンス（抵抗率）とイオン注入量との関係を示す図
である。この図から、硫黄をアンドープダイヤモンド薄
膜層２２ｉにイオン注入し、その注入量を増加させる
と、アンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉは低抵抗化
し、その導電性をイオン注入量によって制御できること
がわかる。
２と同一の条件で作成したｎ型ダイヤモンド薄膜のコン
ダクタンス（抵抗率）とイオン注入量との関係を示す図
である。この図から、硫黄をアンドープダイヤモンド薄
膜層２２ｉにイオン注入し、その注入量を増加させる
と、アンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉは低抵抗化
し、その導電性をイオン注入量によって制御できること
がわかる。
【００３４】図６はダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２
０の電流電圧特性を示す図である。図で電圧の符号が正
の領域は、ｐ側の電極２８を正に、ｎ側の電極２７を負
に保った状態であり、このときは順方向となって電流が
流れた。また、図で電圧の符号が負の領域は、ｐ側の電
極２８を負に、ｎ側の電極２７を正に保った状態であ
り、このときは逆方向となって電流は遮断された。すな
わち、ダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０は、顕著な
整流作用を示し、順方向では、ダイヤモンドのバルク抵
抗で決まる電流値とほぼ一致した電流が流れてゲートが
開いた状態となり、逆方向ではバルク抵抗よりも高い抵
抗がｐｎ接合に生じる空乏層によって形成されゲートが
閉じた状態となった。合成ＣＶＤダイヤモンドとイオン
注入法を用いて、このような顕著なｐｎ接合整流特性を
示したのは、世界初である。
０の電流電圧特性を示す図である。図で電圧の符号が正
の領域は、ｐ側の電極２８を正に、ｎ側の電極２７を負
に保った状態であり、このときは順方向となって電流が
流れた。また、図で電圧の符号が負の領域は、ｐ側の電
極２８を負に、ｎ側の電極２７を正に保った状態であ
り、このときは逆方向となって電流は遮断された。すな
わち、ダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０は、顕著な
整流作用を示し、順方向では、ダイヤモンドのバルク抵
抗で決まる電流値とほぼ一致した電流が流れてゲートが
開いた状態となり、逆方向ではバルク抵抗よりも高い抵
抗がｐｎ接合に生じる空乏層によって形成されゲートが
閉じた状態となった。合成ＣＶＤダイヤモンドとイオン
注入法を用いて、このような顕著なｐｎ接合整流特性を
示したのは、世界初である。
【００３５】図７はダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２
０の容量電圧特性を示す図である。図で電圧の符号が負
の領域は、ｐ側の電極２８を負に、ｎ側の電極２７を正
に保った状態であり、このときは逆方向となって、ｐｎ
接合に生じる空乏層によって容量が得られている。逆方
向電圧の絶対値が小さくなるにつれ、空乏層幅が小さく
なり、容量が大きくなっていく。ｐｎ接合ダイオードが
得られていることを直接示す世界初の例である。
０の容量電圧特性を示す図である。図で電圧の符号が負
の領域は、ｐ側の電極２８を負に、ｎ側の電極２７を正
に保った状態であり、このときは逆方向となって、ｐｎ
接合に生じる空乏層によって容量が得られている。逆方
向電圧の絶対値が小さくなるにつれ、空乏層幅が小さく
なり、容量が大きくなっていく。ｐｎ接合ダイオードが
得られていることを直接示す世界初の例である。
【００３６】上記した第１の例における製造プロセスに
よるダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０は、電極２８
を基板を介してでなくｐ型ダイヤモンド薄膜層２１上に
直接的に形成するので、電気的な接触を良好に保つこと
ができるようになる。また、電極２７をグラファイト低
抵抗層上に形成するようにしたので、電極２７とのオー
ミック接触を良好に保つことができる。また、基板１１
上の積層体表面側に電極２７，２８を形成し、基板１１
の裏面側には電極を設けないので、基板１１に導電性の
ものを用いる必要はなく、基板１１としては、基板上に
積層させるダイヤモンド薄膜層との整合性が最適なもの
をより広い範囲から選択できるようになる。また、ｎ型
ダイヤモンド薄膜層２２の周縁部分にアンドープダイヤ
モンド薄膜層２２ｉを残存させるので、ｐｎ接合界面が
外周面に臨むようなことはなく、したがって、電極２
７，２８間に通電させた場合の接合界面からの電流漏洩
をアンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉで確実に防止す
ることができ、それだけ電気効率を向上させることがで
きる。さらに、電極を配置する際の制約が無くなり、設
計上の自由度を上げることができ、電子デバイスとして
の最適設計を行うことができる。
よるダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０は、電極２８
を基板を介してでなくｐ型ダイヤモンド薄膜層２１上に
直接的に形成するので、電気的な接触を良好に保つこと
ができるようになる。また、電極２７をグラファイト低
抵抗層上に形成するようにしたので、電極２７とのオー
ミック接触を良好に保つことができる。また、基板１１
上の積層体表面側に電極２７，２８を形成し、基板１１
の裏面側には電極を設けないので、基板１１に導電性の
ものを用いる必要はなく、基板１１としては、基板上に
積層させるダイヤモンド薄膜層との整合性が最適なもの
をより広い範囲から選択できるようになる。また、ｎ型
ダイヤモンド薄膜層２２の周縁部分にアンドープダイヤ
モンド薄膜層２２ｉを残存させるので、ｐｎ接合界面が
外周面に臨むようなことはなく、したがって、電極２
７，２８間に通電させた場合の接合界面からの電流漏洩
をアンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉで確実に防止す
ることができ、それだけ電気効率を向上させることがで
きる。さらに、電極を配置する際の制約が無くなり、設
計上の自由度を上げることができ、電子デバイスとして
の最適設計を行うことができる。
【００３７】上記の説明では、ｐ型ダイヤモンド薄膜層
２１の表面に直接的に電極２８を形成するようにした
が、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の場合と同様に、この
ｐ型ダイヤモンド薄膜層２１の表面をグラファイト低抵
抗層とし、そのグラファイト低抵抗層上に電極２８を形
成するようにしてもよい。このようにすることで、電極
２８とのより良好なオーミック接触を実現することがで
きる。
２１の表面に直接的に電極２８を形成するようにした
が、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の場合と同様に、この
ｐ型ダイヤモンド薄膜層２１の表面をグラファイト低抵
抗層とし、そのグラファイト低抵抗層上に電極２８を形
成するようにしてもよい。このようにすることで、電極
２８とのより良好なオーミック接触を実現することがで
きる。
【００３８】図８はこの発明のダイヤモンドｐｎ接合ダ
イオードの製造プロセスの第２の例を示す図である。こ
の第２の例における製造プロセスのうち、ステップ（１
１）、ステップ（１２）は上記した第１の例のステップ
（１）、ステップ（２）と同じであり、ここでは、ステ
ップ（１３）以降を説明する。
イオードの製造プロセスの第２の例を示す図である。こ
の第２の例における製造プロセスのうち、ステップ（１
１）、ステップ（１２）は上記した第１の例のステップ
（１）、ステップ（２）と同じであり、ここでは、ステ
ップ（１３）以降を説明する。
【００３９】ステップ（１３）では、ｐ型ダイヤモンド
薄膜層２１上の全面にアンドープダイヤモンド薄膜層２
２ｉを合成する。
薄膜層２１上の全面にアンドープダイヤモンド薄膜層２
２ｉを合成する。
【００４０】ステップ（１４）では、アンドープダイヤ
モンド薄膜層２２ｉへの硫黄イオンの注入をアンドープ
ダイヤモンド薄膜層２２ｉの周縁部分を残し、かつ中央
より一端寄りに対して行い、その部分のみをｎ型ダイヤ
モンド薄膜層２２とし、下層のｐ型ダイヤモンド薄膜層
２１との間でｐｎ接合を形成する。また、この硫黄イオ
ン注入によって、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の最表面
に適度のオーミック性が保持される。
モンド薄膜層２２ｉへの硫黄イオンの注入をアンドープ
ダイヤモンド薄膜層２２ｉの周縁部分を残し、かつ中央
より一端寄りに対して行い、その部分のみをｎ型ダイヤ
モンド薄膜層２２とし、下層のｐ型ダイヤモンド薄膜層
２１との間でｐｎ接合を形成する。また、この硫黄イオ
ン注入によって、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の最表面
に適度のオーミック性が保持される。
【００４１】ステップ（１５）では、残存しているアン
ドープダイヤモンド薄膜層２２ｉのうち、中央より他端
寄りに対して、炭素、硫黄、アルゴン、ゼノン等をイオ
ン注入してそのアンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉを
グラファイト低抵抗層２６とし、下層のｐ型ダイヤモン
ド薄膜層２１との間でのオーミック接触を確保する。
ドープダイヤモンド薄膜層２２ｉのうち、中央より他端
寄りに対して、炭素、硫黄、アルゴン、ゼノン等をイオ
ン注入してそのアンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉを
グラファイト低抵抗層２６とし、下層のｐ型ダイヤモン
ド薄膜層２１との間でのオーミック接触を確保する。
【００４２】ステップ（１６）では、ｎ型ダイヤモンド
薄膜層２２およびグラファイト低抵抗層２６の各表面に
Ｔｉからなる電極２７，２８を蒸着し、オーミック接触
を得る。この電極２７，２８によって、電流は電極２
８、グラファイト低抵抗層２６、ｐ型ダイヤモンド薄膜
層２１、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２および電極２７の
順に流れる。
薄膜層２２およびグラファイト低抵抗層２６の各表面に
Ｔｉからなる電極２７，２８を蒸着し、オーミック接触
を得る。この電極２７，２８によって、電流は電極２
８、グラファイト低抵抗層２６、ｐ型ダイヤモンド薄膜
層２１、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２および電極２７の
順に流れる。
【００４３】この第２の例における製造プロセスでは、
上記の第１の例の場合と同様に、電極２８を基板を介し
てでなく、ｐ型ダイヤモンド薄膜層２１上に形成するの
で、電気的な接触を良好に保つことができるようにな
る。また、電極２８をグラファイト低抵抗層２６上に形
成するようにしたので、電極２８とのオーミック接触を
より一層良好に保つことができる。また、基板１１上の
積層体表面側に電極２７，２８を形成し、基板１１の裏
面側には電極を設けないので、基板１１に導電性のもの
を用いる必要はなく、基板１１としては、基板上に積層
させるダイヤモンド薄膜層との整合性が最適なものをよ
り広い範囲から選択できるようになる。また、ｎ型ダイ
ヤモンド薄膜層２２の周縁部分にアンドープダイヤモン
ド薄膜層２２ｉを残存させるので、ｐｎ接合界面が外周
面に臨むようなことはなく、したがって、電極２７，２
８間に通電させた場合の接合界面からの電流漏洩をアン
ドープダイヤモンド薄膜層２２ｉで確実に防止すること
ができ、それだけ電気効率を向上させることができる。
さらに、電極を配置する際の制約が無くなり、設計上の
自由度を上げることができ、電子デバイスとしての最適
設計を行うことができる。
上記の第１の例の場合と同様に、電極２８を基板を介し
てでなく、ｐ型ダイヤモンド薄膜層２１上に形成するの
で、電気的な接触を良好に保つことができるようにな
る。また、電極２８をグラファイト低抵抗層２６上に形
成するようにしたので、電極２８とのオーミック接触を
より一層良好に保つことができる。また、基板１１上の
積層体表面側に電極２７，２８を形成し、基板１１の裏
面側には電極を設けないので、基板１１に導電性のもの
を用いる必要はなく、基板１１としては、基板上に積層
させるダイヤモンド薄膜層との整合性が最適なものをよ
り広い範囲から選択できるようになる。また、ｎ型ダイ
ヤモンド薄膜層２２の周縁部分にアンドープダイヤモン
ド薄膜層２２ｉを残存させるので、ｐｎ接合界面が外周
面に臨むようなことはなく、したがって、電極２７，２
８間に通電させた場合の接合界面からの電流漏洩をアン
ドープダイヤモンド薄膜層２２ｉで確実に防止すること
ができ、それだけ電気効率を向上させることができる。
さらに、電極を配置する際の制約が無くなり、設計上の
自由度を上げることができ、電子デバイスとしての最適
設計を行うことができる。
【００４４】図９はこの発明のダイヤモンドｐｎ接合ダ
イオードの製造プロセスの第３の例を示す図である。こ
の第３の例における製造プロセスのうち、ステップ（２
１）〜ステップ（２３）は上記した第２の例のステップ
（１１）〜ステップ（１３）と同じであり、ここでは、
ステップ（２４）以降を説明する。なお、上記した第１
および第２の例では、基板１１として絶縁性のものを使
用したが、第３〜第５の例では、ボロンを高濃度にドー
プしたｐ型の導電性基板を使用し、この導電性基板の裏
面にも一電極を設けて、両側に電極を持つサンドイッチ
型のｐｎ接合ダイオードを作製している。
イオードの製造プロセスの第３の例を示す図である。こ
の第３の例における製造プロセスのうち、ステップ（２
１）〜ステップ（２３）は上記した第２の例のステップ
（１１）〜ステップ（１３）と同じであり、ここでは、
ステップ（２４）以降を説明する。なお、上記した第１
および第２の例では、基板１１として絶縁性のものを使
用したが、第３〜第５の例では、ボロンを高濃度にドー
プしたｐ型の導電性基板を使用し、この導電性基板の裏
面にも一電極を設けて、両側に電極を持つサンドイッチ
型のｐｎ接合ダイオードを作製している。
【００４５】ステップ（２４）では、イオン注入法によ
り、アンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉにｐ型ダイヤ
モンド薄膜層２１との界面に到達する程度まで多重イオ
ン注入により硫黄（Ｓ）を注入して、ｎ型ダイヤモンド
薄膜層２２を形成し、基板１１上にダイヤモンドｐｎ接
合体２０を構成する。なお、この段階ではｎ型ダイヤモ
ンド薄膜層２２の表面側にはアンドープダイヤモンド薄
膜層２２ｉが絶縁層として浅く残存している。
り、アンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉにｐ型ダイヤ
モンド薄膜層２１との界面に到達する程度まで多重イオ
ン注入により硫黄（Ｓ）を注入して、ｎ型ダイヤモンド
薄膜層２２を形成し、基板１１上にダイヤモンドｐｎ接
合体２０を構成する。なお、この段階ではｎ型ダイヤモ
ンド薄膜層２２の表面側にはアンドープダイヤモンド薄
膜層２２ｉが絶縁層として浅く残存している。
【００４６】ステップ（２５）では、表面側に浅く残存
するアンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉに炭素、硫
黄、アルゴン、ゼノン等を注入してその浅い層をグラフ
ァイト低抵抗層２３とし、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２
との間でのオーミック接触を確保する。
するアンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉに炭素、硫
黄、アルゴン、ゼノン等を注入してその浅い層をグラフ
ァイト低抵抗層２３とし、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２
との間でのオーミック接触を確保する。
【００４７】ステップ（２６）では、基板１１の裏面お
よびグラファイト低抵抗層２３の表面にそれぞれチタン
（Ｔｉ）からなる電極２４，２５を蒸着し、オーミック
接触を得る。
よびグラファイト低抵抗層２３の表面にそれぞれチタン
（Ｔｉ）からなる電極２４，２５を蒸着し、オーミック
接触を得る。
【００４８】図１０はこの発明のダイヤモンドｐｎ接合
ダイオードの製造プロセスの第４の例を示す図である。
この第４の例における製造プロセスのうち、ステップ
（３１）〜ステップ（３３）は上記した第２の例のステ
ップ（１１）〜ステップ（１３）と同じであり、ここで
は、ステップ（３４）以降を説明する。
ダイオードの製造プロセスの第４の例を示す図である。
この第４の例における製造プロセスのうち、ステップ
（３１）〜ステップ（３３）は上記した第２の例のステ
ップ（１１）〜ステップ（１３）と同じであり、ここで
は、ステップ（３４）以降を説明する。
【００４９】ステップ（３４）では、アンドープダイヤ
モンド薄膜層２２ｉへの硫黄イオンの注入をアンドープ
ダイヤモンド薄膜層２２ｉの最表面まで行う。この最表
面までのイオン注入は、原理的には加速電圧を低く抑え
ることによって達成することができ、この硫黄イオン注
入によって、アンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉの全
体がｎ型ダイヤモンド薄膜層２２となり、下層のｐ型ダ
イヤモンド薄膜層２１との間でｐｎ接合を形成する。ま
た、最表面に適度のオーミック性が保持される。
モンド薄膜層２２ｉへの硫黄イオンの注入をアンドープ
ダイヤモンド薄膜層２２ｉの最表面まで行う。この最表
面までのイオン注入は、原理的には加速電圧を低く抑え
ることによって達成することができ、この硫黄イオン注
入によって、アンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉの全
体がｎ型ダイヤモンド薄膜層２２となり、下層のｐ型ダ
イヤモンド薄膜層２１との間でｐｎ接合を形成する。ま
た、最表面に適度のオーミック性が保持される。
【００５０】ステップ（３５）では、第３の例の場合と
同様に、基板１１の裏面およびｎ型ダイヤモンド薄膜層
２２の表面にそれぞれＴｉからなる電極２４，２５を蒸
着し、オーミック接触を得る。
同様に、基板１１の裏面およびｎ型ダイヤモンド薄膜層
２２の表面にそれぞれＴｉからなる電極２４，２５を蒸
着し、オーミック接触を得る。
【００５１】上記のように、第４の例における製造プロ
セスでは、第３の例における製造プロセスに比べて、炭
素、硫黄、アルゴン、ゼノン等の注入によるグラファイ
ト低抵抗層形成（第３の例でのステップ（２５））の工
程を省略できるので、製造工程を簡単なものとすること
ができる。
セスでは、第３の例における製造プロセスに比べて、炭
素、硫黄、アルゴン、ゼノン等の注入によるグラファイ
ト低抵抗層形成（第３の例でのステップ（２５））の工
程を省略できるので、製造工程を簡単なものとすること
ができる。
【００５２】図１１はこの発明のダイヤモンドｐｎ接合
ダイオードの製造プロセスの第５の例を示す図である。
この第５の例における製造プロセスのうち、ステップ
（４１）〜ステップ（４３）は上記した第２の例のステ
ップ（１１）〜ステップ（１３）と同じであり、ここで
は、ステップ（４４）以降を説明する。
ダイオードの製造プロセスの第５の例を示す図である。
この第５の例における製造プロセスのうち、ステップ
（４１）〜ステップ（４３）は上記した第２の例のステ
ップ（１１）〜ステップ（１３）と同じであり、ここで
は、ステップ（４４）以降を説明する。
【００５３】ステップ（４４）では、アンドープダイヤ
モンド薄膜層２２ｉへの硫黄イオンの注入をアンドープ
ダイヤモンド薄膜層２２ｉの周縁部分を残して、中央部
分に対して行い、中央部分をｎ型ダイヤモンド薄膜層２
２とし、下層のｐ型ダイヤモンド薄膜層２１との間でｐ
ｎ接合を形成する。また周縁部分にアンドープダイヤモ
ンド薄膜層２２ｉを残存させる。なお、ｎ型ダイヤモン
ド薄膜層２２の最表面は適度のオーミック性を保持して
いる。
モンド薄膜層２２ｉへの硫黄イオンの注入をアンドープ
ダイヤモンド薄膜層２２ｉの周縁部分を残して、中央部
分に対して行い、中央部分をｎ型ダイヤモンド薄膜層２
２とし、下層のｐ型ダイヤモンド薄膜層２１との間でｐ
ｎ接合を形成する。また周縁部分にアンドープダイヤモ
ンド薄膜層２２ｉを残存させる。なお、ｎ型ダイヤモン
ド薄膜層２２の最表面は適度のオーミック性を保持して
いる。
【００５４】ステップ（４５）では、基板１１の裏面お
よびｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の表面にそれぞれＴｉ
からなる電極２４，２５を蒸着し、オーミック接触を得
る。
よびｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の表面にそれぞれＴｉ
からなる電極２４，２５を蒸着し、オーミック接触を得
る。
【００５５】上記のように、第５の例における製造プロ
セスでは、上記した第１および第２の例の場合と同様
に、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の周縁部分にアンドー
プダイヤモンド薄膜層２２ｉを残存させるので、ｐｎ接
合界面が外周面に臨むようなことはなく、したがって、
電極２４，２５間に通電させた場合の接合界面からの電
流漏洩をアンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉで確実に
防止することができ、それだけ電気効率を向上させるこ
とができる。
セスでは、上記した第１および第２の例の場合と同様
に、ｎ型ダイヤモンド薄膜層２２の周縁部分にアンドー
プダイヤモンド薄膜層２２ｉを残存させるので、ｐｎ接
合界面が外周面に臨むようなことはなく、したがって、
電極２４，２５間に通電させた場合の接合界面からの電
流漏洩をアンドープダイヤモンド薄膜層２２ｉで確実に
防止することができ、それだけ電気効率を向上させるこ
とができる。
【００５６】なお、上記した第３〜第５の例における製
造プロセスでは、基板１１として、ボロンを高濃度にド
ープしたｐ型基板を用いたが、この場合、基板１１上に
形成するｐ型ダイヤモンド薄膜層２１の正孔濃度は、基
板１１の正孔濃度より低く設定し、基板側の電極２４か
らグラファイト低抵抗層２３側の電極２５までの通電を
速やかに行わせるようにした。
造プロセスでは、基板１１として、ボロンを高濃度にド
ープしたｐ型基板を用いたが、この場合、基板１１上に
形成するｐ型ダイヤモンド薄膜層２１の正孔濃度は、基
板１１の正孔濃度より低く設定し、基板側の電極２４か
らグラファイト低抵抗層２３側の電極２５までの通電を
速やかに行わせるようにした。
【００５７】上記した第２〜第５の例の製造プロセスに
従って形成したダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０の
電極間に通電して電流電圧特性および容量電圧特性を測
定した結果、第２〜第５の例のダイヤモンドｐｎ接合ダ
イオード２０においても、ｐｎ接合が確実に形成されて
いることを確認できた。
従って形成したダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０の
電極間に通電して電流電圧特性および容量電圧特性を測
定した結果、第２〜第５の例のダイヤモンドｐｎ接合ダ
イオード２０においても、ｐｎ接合が確実に形成されて
いることを確認できた。
【００５８】以上述べたように、この発明のダイヤモン
ドｐｎ接合ダイオード２０およびその作製方法によれ
ば、高品質アンドープダイヤモンド薄膜層２１ｉに不純
物をイオン注入することで、従来ほとんど実現の目処が
立っていなかったイオン注入によるダイヤモンドの電気
伝導制御を確実なものとすることができ、この電気伝導
制御によってｐ型、ｎ型の顕著な特性を示すようになっ
たダイヤモンド薄膜層を接合させるようにしたので、従
来実現していなかったダイヤモンドｐｎ接合ダイオード
２０を確実に製造することができる。したがって、この
発明は、今後ダイヤモンドが電子デバイスとして広く活
用されていく重要な一歩となる。
ドｐｎ接合ダイオード２０およびその作製方法によれ
ば、高品質アンドープダイヤモンド薄膜層２１ｉに不純
物をイオン注入することで、従来ほとんど実現の目処が
立っていなかったイオン注入によるダイヤモンドの電気
伝導制御を確実なものとすることができ、この電気伝導
制御によってｐ型、ｎ型の顕著な特性を示すようになっ
たダイヤモンド薄膜層を接合させるようにしたので、従
来実現していなかったダイヤモンドｐｎ接合ダイオード
２０を確実に製造することができる。したがって、この
発明は、今後ダイヤモンドが電子デバイスとして広く活
用されていく重要な一歩となる。
【００５９】すなわち、ダイヤモンドのｐｎ接合は、ワ
イドバンドギャップ半導体の究極の性質を示すものであ
り、このダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０は、高
温、放射線、高電圧、高周波等の、従来のＳｉ等の半導
体材料では材料自身の耐性が持てない厳しい環境下にお
いても、安定に動作する電子デバイスの基礎部品として
用いることが大いに期待される。例えば宇宙空間で動作
する電子デバイス、原子炉内センサ、強力発振器等への
応用が期待される。また、ｐｎ接合は光素子の基本形と
しても利用でき、このダイヤモンドｐｎ接合ダイオード
は、特に紫外光の発光素子として、あるいは紫外光以下
の短波長光（Ｘ線、放射線）の受光素子としても活用可
能である。
イドバンドギャップ半導体の究極の性質を示すものであ
り、このダイヤモンドｐｎ接合ダイオード２０は、高
温、放射線、高電圧、高周波等の、従来のＳｉ等の半導
体材料では材料自身の耐性が持てない厳しい環境下にお
いても、安定に動作する電子デバイスの基礎部品として
用いることが大いに期待される。例えば宇宙空間で動作
する電子デバイス、原子炉内センサ、強力発振器等への
応用が期待される。また、ｐｎ接合は光素子の基本形と
しても利用でき、このダイヤモンドｐｎ接合ダイオード
は、特に紫外光の発光素子として、あるいは紫外光以下
の短波長光（Ｘ線、放射線）の受光素子としても活用可
能である。
【００６０】なお、上記の第１の例〜第５の例の各製造
プロセスでは、基板１１上のｐ型ダイヤモンド薄膜層２
１を、ＣＶＤ法を用いて気相合成中のガスフェーズの下
で不純物をドープすることで形成するようにしたが、こ
のｐ型ダイヤモンド薄膜層２１を、先ず基板１１上に高
品質なアンドープダイヤモンド薄膜層を形成し、そのア
ンドープダイヤモンド薄膜層に不純物をイオン注入して
形成するように構成してもよい。
プロセスでは、基板１１上のｐ型ダイヤモンド薄膜層２
１を、ＣＶＤ法を用いて気相合成中のガスフェーズの下
で不純物をドープすることで形成するようにしたが、こ
のｐ型ダイヤモンド薄膜層２１を、先ず基板１１上に高
品質なアンドープダイヤモンド薄膜層を形成し、そのア
ンドープダイヤモンド薄膜層に不純物をイオン注入して
形成するように構成してもよい。
【００６１】また、上記の第１の例〜第５の例の各製造
プロセスでは、基板１１上にｐ型ダイヤモンド薄膜層２
１を形成し、そのｐ型ダイヤモンド薄膜層２１上にｎ型
ダイヤモンド薄膜層２２を形成するように構成したが、
これを逆転させて、基板上に先ずｎ型ダイヤモンド薄膜
層を形成し、そのｎ型ダイヤモンド薄膜層上に高品質ア
ンドープダイヤモンド薄膜層を形成し、その高品質アン
ドープダイヤモンド薄膜層に不純物をイオン注入してｐ
型ダイヤモンド薄膜層とする構成であってもよい。この
場合の下層側のｎ型ダイヤモンド薄膜層は、ＣＶＤ法を
用いて不純物をドープすることで形成してもよいし、あ
るいは基板上に高品質なアンドープダイヤモンド薄膜層
を形成し、そのアンドープダイヤモンド薄膜層に不純物
をイオン注入してｎ型としてもよい。
プロセスでは、基板１１上にｐ型ダイヤモンド薄膜層２
１を形成し、そのｐ型ダイヤモンド薄膜層２１上にｎ型
ダイヤモンド薄膜層２２を形成するように構成したが、
これを逆転させて、基板上に先ずｎ型ダイヤモンド薄膜
層を形成し、そのｎ型ダイヤモンド薄膜層上に高品質ア
ンドープダイヤモンド薄膜層を形成し、その高品質アン
ドープダイヤモンド薄膜層に不純物をイオン注入してｐ
型ダイヤモンド薄膜層とする構成であってもよい。この
場合の下層側のｎ型ダイヤモンド薄膜層は、ＣＶＤ法を
用いて不純物をドープすることで形成してもよいし、あ
るいは基板上に高品質なアンドープダイヤモンド薄膜層
を形成し、そのアンドープダイヤモンド薄膜層に不純物
をイオン注入してｎ型としてもよい。
【００６２】また、上記のように、基板上に先ずｎ型ダ
イヤモンド薄膜層を形成する場合は、基板としてｎ型の
基板を用いるようにし、その基板上に形成するｎ型ダイ
ヤモンド薄膜層の電子濃度を、基板の電子濃度より低く
なるように設定する。このように電子濃度に高低をつけ
ることで、表層側の電極から基板側の電極までの通電が
速やかに行われるようになる。ただし、上記した第１お
よび第２の例における製造プロセスの場合のように、表
層側にのみ電極を設けるときは、基板の電気伝導や、基
板と基板上のｎ型ダイヤモンド薄膜層との電子濃度に関
しては、特に配慮する必要はなくなる。
イヤモンド薄膜層を形成する場合は、基板としてｎ型の
基板を用いるようにし、その基板上に形成するｎ型ダイ
ヤモンド薄膜層の電子濃度を、基板の電子濃度より低く
なるように設定する。このように電子濃度に高低をつけ
ることで、表層側の電極から基板側の電極までの通電が
速やかに行われるようになる。ただし、上記した第１お
よび第２の例における製造プロセスの場合のように、表
層側にのみ電極を設けるときは、基板の電気伝導や、基
板と基板上のｎ型ダイヤモンド薄膜層との電子濃度に関
しては、特に配慮する必要はなくなる。
【００６３】また、ｐ型ダイヤモンド薄膜層２１、ｎ型
ダイヤモンド薄膜層２２上にグラファイト低抵抗層を介
して電極を設ける場合、その薄膜層２１，２２は製法に
よる制約を受けることはなく、例えばＣＶＤ法を用いて
不純物をドープすることで形成した薄膜層であってもよ
いし、基板上に高品質なアンドープダイヤモンド薄膜層
を形成し、そのアンドープダイヤモンド薄膜層に不純物
をイオン注入することで形成した薄膜層であってもよ
い。
ダイヤモンド薄膜層２２上にグラファイト低抵抗層を介
して電極を設ける場合、その薄膜層２１，２２は製法に
よる制約を受けることはなく、例えばＣＶＤ法を用いて
不純物をドープすることで形成した薄膜層であってもよ
いし、基板上に高品質なアンドープダイヤモンド薄膜層
を形成し、そのアンドープダイヤモンド薄膜層に不純物
をイオン注入することで形成した薄膜層であってもよ
い。
【００６４】さらに、上記の説明では、硫黄（ＶＩ族）
を不純物元素としてイオン注入することでｎ型ダイヤモ
ンド薄膜層を作製するようにしたが、ｎ型とする場合
は、他に燐（Ｖ族）、リチウム（Ｉ族）、ナトリウム
（Ｉ族）、臭素（ＶＩＩ族）、ヨウ素（ＶＩＩ族）等を
不純物元素とすればよく、また、イオン注入によりｐ型
とする場合は、ホウ素（ＩＩＩ族）やシリコン（ＩＶ
族）等を不純物元素とすればよく、ほぼすべてのグルー
プ（族）の元素を不純物元素として用いることで、その
不純物元素に応じた電気伝導に制御可能となる。また、
不純物元素は１種類に限定する必要はなく、２種類以上
を注入するようにしてもよい。
を不純物元素としてイオン注入することでｎ型ダイヤモ
ンド薄膜層を作製するようにしたが、ｎ型とする場合
は、他に燐（Ｖ族）、リチウム（Ｉ族）、ナトリウム
（Ｉ族）、臭素（ＶＩＩ族）、ヨウ素（ＶＩＩ族）等を
不純物元素とすればよく、また、イオン注入によりｐ型
とする場合は、ホウ素（ＩＩＩ族）やシリコン（ＩＶ
族）等を不純物元素とすればよく、ほぼすべてのグルー
プ（族）の元素を不純物元素として用いることで、その
不純物元素に応じた電気伝導に制御可能となる。また、
不純物元素は１種類に限定する必要はなく、２種類以上
を注入するようにしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のダイヤ
モンドｐｎ接合ダイオードおよびその作製方法によれ
ば、高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不純物をイ
オン注入することで、従来ほとんど実現の目処が立って
いなかったイオン注入によるダイヤモンドの電気伝導制
御を確実なものとすることができ、この電気伝導制御に
よってｐ型、ｎ型の顕著な特性を示すようになったダイ
ヤモンド薄膜層を接合させるようにしたので、従来実現
していなかったダイヤモンドｐｎ接合ダイオードを確実
に製造することができる。したがって、ダイヤモンドが
電子デバイスとして今後広く活用されていく重要な一歩
とすることができた。
モンドｐｎ接合ダイオードおよびその作製方法によれ
ば、高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不純物をイ
オン注入することで、従来ほとんど実現の目処が立って
いなかったイオン注入によるダイヤモンドの電気伝導制
御を確実なものとすることができ、この電気伝導制御に
よってｐ型、ｎ型の顕著な特性を示すようになったダイ
ヤモンド薄膜層を接合させるようにしたので、従来実現
していなかったダイヤモンドｐｎ接合ダイオードを確実
に製造することができる。したがって、ダイヤモンドが
電子デバイスとして今後広く活用されていく重要な一歩
とすることができた。
【００６６】すなわち、ダイヤモンドのｐｎ接合は、ワ
イドバンドギャップ半導体の究極の性質を示すものであ
り、このダイヤモンドｐｎ接合ダイオードは、高温、放
射線、高電圧、高周波等の、従来のＳｉ等の半導体材料
では材料自身の耐性が持てない厳しい環境下において
も、安定に動作する電子デバイスの基礎部品として用い
ることが大いに期待される。例えば宇宙空間で動作する
電子デバイス、原子炉内センサ、強力発振器等への応用
が期待される。また、ｐｎ接合は光素子の基本形として
も利用でき、このダイヤモンドｐｎ接合ダイオードは、
特に紫外光の発光素子として、あるいは紫外光以下の短
波長光（Ｘ線、放射線）の受光素子としても活用可能で
ある。
イドバンドギャップ半導体の究極の性質を示すものであ
り、このダイヤモンドｐｎ接合ダイオードは、高温、放
射線、高電圧、高周波等の、従来のＳｉ等の半導体材料
では材料自身の耐性が持てない厳しい環境下において
も、安定に動作する電子デバイスの基礎部品として用い
ることが大いに期待される。例えば宇宙空間で動作する
電子デバイス、原子炉内センサ、強力発振器等への応用
が期待される。また、ｐｎ接合は光素子の基本形として
も利用でき、このダイヤモンドｐｎ接合ダイオードは、
特に紫外光の発光素子として、あるいは紫外光以下の短
波長光（Ｘ線、放射線）の受光素子としても活用可能で
ある。
【図１】本発明のダイヤモンドｐｎ接合ダイオードの製
造に用いるマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の構成を概略
的に示す図である。
造に用いるマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の構成を概略
的に示す図である。
【図２】メタンガス濃度を低濃度にして作製したダイヤ
モンド薄膜層の紫外光範囲でのＣＬスペクトルを示す図
である。
モンド薄膜層の紫外光範囲でのＣＬスペクトルを示す図
である。
【図３】この発明のダイヤモンドｐｎ接合ダイオードの
製造プロセスの第１の例を示す図である。
製造プロセスの第１の例を示す図である。
【図４】第１の例でのｐ型ダイヤモンド薄膜層と同一条
件で作成したｐ型ダイヤモンド薄膜のホール測定の結果
を示す図である。
件で作成したｐ型ダイヤモンド薄膜のホール測定の結果
を示す図である。
【図５】第１の例でのｎ型ダイヤモンド薄膜層と同一の
条件で作成したｎ型ダイヤモンド薄膜の抵抗率とイオン
注入量との関係を示す図である。
条件で作成したｎ型ダイヤモンド薄膜の抵抗率とイオン
注入量との関係を示す図である。
【図６】第１の例の製造プロセスに従って製造したダイ
ヤモンドｐｎ接合ダイオードの電流電圧特性を示す図で
ある。
ヤモンドｐｎ接合ダイオードの電流電圧特性を示す図で
ある。
【図７】第１の例の製造プロセスに従って製造したダイ
ヤモンドｐｎ接合ダイオードの容量電圧特性を示す図で
ある。
ヤモンドｐｎ接合ダイオードの容量電圧特性を示す図で
ある。
【図８】この発明のダイヤモンドｐｎ接合ダイオードの
製造プロセスの第２の例を示す図である。
製造プロセスの第２の例を示す図である。
【図９】この発明のダイヤモンドｐｎ接合ダイオードの
製造プロセスの第３の例を示す図である。
製造プロセスの第３の例を示す図である。
【図１０】この発明のダイヤモンドｐｎ接合ダイオード
の製造プロセスの第４の例を示す図である。
の製造プロセスの第４の例を示す図である。
【図１１】この発明のダイヤモンドｐｎ接合ダイオード
の製造プロセスの第５の例を示す図である。
の製造プロセスの第５の例を示す図である。
１ マイクロ波源 ２ サーキュレータ ３ ダミーロード ４ チューナ ５ アプリケータ ６ ガス導入管 ７ ターボポンプ １０ 高周波加熱ヒータ １１ 基板 １２ 導波管 １３ 反応容器 １４ 試料交換扉 １５ ガスボンベ １６ マスフローコントローラ １７ ロータリポンプ ２０ ダイヤモンドｐｎ接合ダイオード ２１ ｐ型ダイヤモンド薄膜層 ２２ ｎ型ダイヤモンド薄膜層 ２２ｉ アンドープダイヤモンド薄膜層 ２３ グラファイト低抵抗層 ２４ 電極 ２５ 電極 ２６ グラファイト低抵抗層 ２７ 電極 ２８ 電極 １００ マイクロ波プラズマＣＶＤ装置
【手続補正書】
【提出日】平成１２年５月８日（２０００．５．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】また、請求項７に記載の発明は、上記した
請求項１から６の何れかに記載の発明の構成に加えて、
上記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層は、膜厚を少
なくとも２００ｎｍ以上とした場合に電子ビーム励起に
より室温で紫外光を発光する程度に高品質のものであ
る、ことを特徴としている。
請求項１から６の何れかに記載の発明の構成に加えて、
上記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層は、膜厚を少
なくとも２００ｎｍ以上とした場合に電子ビーム励起に
より室温で紫外光を発光する程度に高品質のものであ
る、ことを特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】また、請求項１１に記載の発明は、上記し
た請求項９または１０に記載の発明の構成に加えて、上
記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層は、膜厚を少な
くとも２００ｎｍ以上とした場合に電子ビーム励起によ
り室温で紫外光を発光する程度に高品質のものである、
ことを特徴としている。
た請求項９または１０に記載の発明の構成に加えて、上
記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層は、膜厚を少な
くとも２００ｎｍ以上とした場合に電子ビーム励起によ
り室温で紫外光を発光する程度に高品質のものである、
ことを特徴としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】図２はメタンガス濃度を低濃度にして作製
したダイヤモンド薄膜層の紫外光範囲でのＣＬスペクト
ル、すなわちダイヤモンド薄膜層に電子ビームを照射し
励起させたときの発光強度を示す図である。図におい
て、（ａ）はメタンガス濃度を低濃度、例えば０．０１
６％〜２．０％として作製したダイヤモンド薄膜層のＣ
Ｌスペクトルであり、（ｂ）はメタンガス濃度を通常の
濃度（例えば６．０％）として作製したダイヤモンド薄
膜層のＣＬスペクトルである。
したダイヤモンド薄膜層の紫外光範囲でのＣＬスペクト
ル、すなわちダイヤモンド薄膜層に電子ビームを照射し
励起させたときの発光強度を示す図である。図におい
て、（ａ）はメタンガス濃度を低濃度、例えば０．０１
６％〜２．０％として作製したダイヤモンド薄膜層のＣ
Ｌスペクトルであり、（ｂ）はメタンガス濃度を通常の
濃度（例えば６．０％）として作製したダイヤモンド薄
膜層のＣＬスペクトルである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 貞則 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 渡辺 幸志 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 大串 秀世 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 長谷川 雅考 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 小倉 政彦 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 小林 直人 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 梶村 皓二 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内
Claims (11)
- 【請求項１】 基板上に形成したダイヤモンドｐｎ接合
ダイオードにおいて、 上記基板上に形成したｐ型ダイヤモンド薄膜層と、 上記ｐ型ダイヤモンド薄膜層上に高品質アンドープダイ
ヤモンド薄膜層を形成し、その高品質アンドープダイヤ
モンド薄膜層に不純物をイオン注入してなるｎ型ダイヤ
モンド薄膜層と、 を備えることを特徴とするダイヤモンドｐｎ接合ダイオ
ード。 - 【請求項２】 上記ｐ型ダイヤモンド薄膜層は、基板上
に高品質アンドープダイヤモンド薄膜層を形成し、その
高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不純物をドープ
してなる、請求項１に記載のダイヤモンドｐｎ接合ダイ
オード。 - 【請求項３】 基板上に形成したダイヤモンドｐｎ接合
ダイオードにおいて、 上記基板上に形成したｎ型ダイヤモンド薄膜層と、 上記ｎ型ダイヤモンド薄膜層上に高品質アンドープダイ
ヤモンド薄膜層を形成し、その高品質アンドープダイヤ
モンド薄膜層に不純物をイオン注入してなるｐ型ダイヤ
モンド薄膜層と、 を備えることを特徴とするダイヤモンドｐｎ接合ダイオ
ード。 - 【請求項４】 上記ｎ型ダイヤモンド薄膜層は、基板上
に高品質アンドープダイヤモンド薄膜層を形成し、その
高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不純物をドープ
してなる、請求項３に記載のダイヤモンドｐｎ接合ダイ
オード。 - 【請求項５】 上記基板をｐ型とするとともに、上記ｐ
型ダイヤモンド薄膜層の正孔濃度を基板の正孔濃度より
低くした、請求項１または２に記載のダイヤモンドｐｎ
接合ダイオード。 - 【請求項６】 上記基板をｎ型とするとともに、上記ｎ
型ダイヤモンド薄膜層の電子濃度を基板の電子濃度より
低くした、請求項３または４に記載のダイヤモンドｐｎ
接合ダイオード。 - 【請求項７】 上記高品質アンドープダイヤモンド薄膜
層は、膜厚を少なくとも２００ｎｍ以上とした場合に室
温で紫外光を発光する程度に高品質のものである、請求
項１から６の何れかに記載のダイヤモンドｐｎ接合ダイ
オード。 - 【請求項８】 上記ｐ型ダイヤモンド薄膜層表面および
ｎ型ダイヤモンド薄膜層表面が積層最表面となるとき、
イオン注入によりその表面をグラファイト低抵抗層と
し、このグラファイト低抵抗層上に電極を形成するよう
にした、請求項１から７の何れかに記載のダイヤモンド
ｐｎ接合ダイオード。 - 【請求項９】 基板上にダイヤモンドｐｎ接合ダイオー
ドを形成するダイヤモンドｐｎ接合ダイオード作製方法
において、 上記基板上にｐ型ダイヤモンド薄膜層を形成し、 上記ｐ型ダイヤモンド薄膜層上に高品質アンドープダイ
ヤモンド薄膜層を形成し、 上記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不純物をイ
オン注入してｎ型ダイヤモンド薄膜層とし、ダイヤモン
ドｐｎ接合ダイーオードを形成する、 ことを特徴とするダイヤモンドｐｎ接合ダイオード作製
方法。 - 【請求項１０】 基板上にダイヤモンドｐｎ接合ダイオ
ードを形成するダイヤモンドｐｎ接合ダイオード作製方
法において、 上記基板上にｎ型ダイヤモンド薄膜層を形成し、 上記ｎ型ダイヤモンド薄膜層上に高品質アンドープダイ
ヤモンド薄膜層を形成し、 上記高品質アンドープダイヤモンド薄膜層に不純物をイ
オン注入してｐ型ダイヤモンド薄膜層とし、ダイヤモン
ドｐｎ接合ダイオードを形成する、 ことを特徴とするダイヤモンドｐｎ接合ダイオード作製
方法。 - 【請求項１１】 上記高品質アンドープダイヤモンド薄
膜層は、膜厚を少なくとも２００ｎｍ以上とした場合に
室温で紫外光を発光する程度に高品質のものである、請
求項９または１０に記載のダイヤモンドｐｎ接合ダイオ
ード作製方法。
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