JP2016127088A - ダイヤモンド半導体デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ダイヤモンド半導体デバイス100(電界効果トランジスタ)において、ダイヤモンドからなるp型領域2(エピタキシャル層)を有し、p型領域2のp型不純物は、10Bと11Bの2つの同位体を含むホウ素からなり、p型領域に含まれる同位体の濃度の比(10B/11B)は、同位体の天然存在比より小さい。
【選択図】図1
Description
また、熱中性子に代表される低エネルギー中性子を照射した場合、Siでは、以下の式(1)の反応が起こり、Siに対してn型ドーパントして働くリン(P)が生成され半導体特性が劣化するが、構成元素がCであるダイヤモンドではこのような核反応は起きず、半導体特性の劣化はない。
30Si(n,γ)31Si(T1/2=2.7h,β−)→31P......(1)
一般に、上記式(1)の核反応は、半導体のドーピング技術として用いられており、例えばダイヤモンドにドーピングした10BをLiに変換してn型ドーパントにする方法として用いられる(例えば、特許文献1参照)。
図1は、全体が100で表される本発明の実施の形態1にかかる電界効果トランジスタの断面図である。電界効果トランジスタ100は、ダイヤモンド基板1を含む。ダイヤモンド基板1には、例えば、高圧高温合成(HP/HT)Ib型単結晶ダイヤモンド基板、高圧高温合成IIa型単結晶ダイヤモンド基板、または化学気相合成単結晶ダイヤモンド基板からなり、表面が(001)面や(111)面の基板、または表面が(001)面から<110>方向に0.3〜6°傾いたオフ基板が用いられる。
(1)評価サンプル
ダイヤモンド基板の上にp型ドーパントとしてホウ素を含むエピタキシャル層を形成した評価サンプルを準備し、特性を評価した。具体的には、単結晶Ib型のダイヤモンド基板を準備し、その上に、p型ダイヤモンドのエピタキシャル層を成長させた。エピタキシャル層の成長は、マイクロ波プラズマ成長装置で、マイクロ波プラズマ化学気相堆積(PCVD)法を用いて作製した。成長条件は以下の通りである。
ガス圧力 :110Torr
キャリアガス :水素
材料ガス :メタン(4%)
ドーパントガス:トリメチルボロン(11B≧99.7%)
メタン/水素比:1%
RFパワー :3.9kW
基板 :Ib型単結晶ダイヤモンド(001)基板
(オフ角:<110>方向に3°)
基板温度 :850℃
成長時間 :4時間
成長条件は、ドーパントガスとして通常のトリメチルボロン(天然存在比:10B/11B=1/4)を用いる以外は、評価サンプルと同様である。
上述のように、ダイヤモンドの電気特性に影響を与えるのは10Bから放出される高エネルギー荷電粒子7Li、4Heである。ここで評価方法としては原子炉等で中性子を発生させ、10B(n,4He)7Li反応により直接的に影響をすることも可能であるが、このような評価方法では、高速中性子による原子たたき出しやγ線による影響も考慮する必要がある。
そこで、荷電粒子によって生じる影響のみを評価するために、サンプルに対して、荷電粒子加速器により4Heを照射することにより電気特性等に与える影響を評価した。つまり、式(2)の反応で発生する4Heを評価サンプルに照射して、電気特性等に与える影響を評価した。
1回目:1×1012ion/cm2
2回目:1×1013ion/cm2
そして、Heイオンの照射前、1回目の照射後、2回目の照射後に評価を行った。評価内容は、比較サンプルについては以下の(1)と(2)、評価サンプルについては以下の(3)と(4)とした。
(2)ホール効果測定によるキャリア濃度、移動度、比抵抗の評価。
(3)X線回折(XRD)法によるTriple axis高分解能ロッキングカーブ結晶性評価。
(4)紫外可視吸光(UV/VIS)測定により準位形成評価。
図3は、評価サンプルの二次イオン質量分析(SIMS)結果である。縦軸は水素、ホウ素、窒素、シリコンの濃度(二次イオン強度)を表し、横軸は評価サンプルの表面からに深さを示す。図3では、表面から9μmの深さにダイヤモンド基板の表面が存在している。また、この評価サンプルでは、11Bのドーピング濃度は7×1014〜4×1017atom/cm3で、10Bのドーピング濃度は1×1014〜2×1015atom/cm3となっている。表面近傍の値を代表値として10B/11Bを求めると、10B/11B=(2×1015)/(4×1017)=1/200となり、自然界での比率(天然存在率)1/4に比較して、10Bの割合が大幅に低減していることがわかる。
図4は、比較サンプルのHeイオン照射前、1回目、2回目の照射後におけるFT−IR測定結果である。
図4から分かるように、2500cm−1(0.305eV)、2800cm−1(0.347eV)および4100cm−1(0.507eV)付近に存在する電気伝導に関係する吸収ピークが、照射前(実線)の値から、1回目照射後(波線)、2回目照射後(一点鎖線)と、Heイオンの照射量が増えるほど低下している。このことから、Heイオンの照射量が多くなるほど、アクセプタ濃度が低くなることがわかる。
図5は、比較サンプルのHeイオン照射前、1回目照射後、2回目照射後におけるホール測定結果であり、キャリア濃度、移動度および比抵抗の変化を示す。
図5から分かるように、照射前の値から、1回目照射後、2回目照射後と、Heイオンの照射量が増えるほど、キャリア濃度、移動度は下がり、比抵抗は上昇することがわかる。
図6は、X線回折(XRD)法による、評価サンプルのTriple axis高分解能ロッキングカーブ結晶性評価の結果である。
図6から分かるように、評価サンプルでは、Heイオン照射前後においてダイヤモンド結晶に対するラマン散乱光のピーク位置は変化せず、Heイオンを照射しても、結晶に歪めは生じないことがわかる。また、Heイオン照射前後においてピーク波長の半値幅は殆ど変化せず、結晶の乱れも発生していないことがわかる。
図7は、紫外可視吸光(UV/VIS)測定による評価サンプルの準位形成の評価結果である。横軸は吸収光の波長、縦軸は透過率Tである。評価は、Heイオン照射前と、2回目の照射後に行った。
図7から分かるように、Heイオンを照射しても評価サンプルでは透過特性は殆ど変化せず、Heイオン照射による欠陥の発生は殆ど無いことがわかる。
図8は、全体が300で表される、実施の形態2にかかるMIMSFET(Metal Insulator Metal Semiconductor FET)の断面図である。図1と同一符合は、同一または相当箇所を示す。MIMSFET300では、単結晶Ib型のダイヤモンド基板1の上に、p+ダイヤモンドエピタキシャル層20が設けられている。エピタキシャル層20の上には、例えばTiからなる金属層21と、例えばAl2O3からなる絶縁層22が積層されている。さらに、絶縁層22の両側にはソース電極11とドレイン電極12とが設けられ、また、絶縁層22の上にはゲート電極13が設けられている。
図9は、全体が400で表される、実施の形態3にかかるショットキダイオードの断面図である。図1と同一符合は、同一または相当箇所を示す。ショットキダイオード400では、単結晶Ib型のダイヤモンド基板1の上に、ダイヤモンドのp型導電層30、ダイヤモンドの高純度層31が積層されている。p型導電層30の上には、例えばAuからなるアノード電極40が設けられる。一方、高純度層31の上には、例えばMoやRuからなるカソード電極が設けられ、ショットキ接合を形成する。
2 エピタキシャル層
3 ソース領域
4 ドレイン領域
5 チャネル領域
11 ソース電極
12 ドレイン電極
13 ゲート電極
100 電界効果トランジスタ
Claims (6)
- ダイヤモンドからなるp型領域を有し、
該p型領域のp型不純物は、10Bと11Bの2つの同位体を含むホウ素からなり、
該p型領域に含まれる該同位体の濃度の比(10B/11B)は、該同位体の天然存在比より小さいことを特徴とするダイヤモンド半導体デバイス。 - ダイヤモンドの基板と、
該基板の上に設けられ、ドーパントとしてホウ素を含むダイヤモンドの活性層と、
該活性層中に設けられ、ドーパントとしてホウ素を含むダイヤモンドのソース領域およびドレイン領域と、
該ソース領域およびドレイン領域の上にそれぞれ設けられたソース電極およびドレイン電極と、
該ソース領域と該ドレイン領域で挟まれた該活性層からなるチャネル領域の上に設けられたゲート電極とを含み、
該ソース領域、該ドレイン領域、および該活性層に含まれるホウ素は10Bと11Bの2つの同位体を含み、その濃度の比(10B/11B)は該同位体の天然存在比より小さいことを特徴とするダイヤモンド半導体デバイス。 - ダイヤモンドの基板と、
該基板の上に設けられ、ドーパントとしてホウ素を含むダイヤモンドの導電性層と、
該導電性層の上に設けられたダイヤモンドの高純度層と、
該導電性層の上に設けられたアノード電極と、
該高純度層の上に設けられたカソード電極とを含み、
該導電性層に含まれるホウ素は10Bと11Bの2つの同位体を含み、その濃度の比(10B/11B)は該同位体の天然存在比より小さいことを特徴とするダイヤモンド半導体デバイス。 - 上記同位体の濃度比(10B/11B)は、1/19またはそれより小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のダイヤモンド半導体デバイス。
- 上記同位体の濃度比(10B/11B)は、1/200またはそれより小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のダイヤモンド半導体デバイス。
- 上記同位体の濃度比(10B/11B)は、1/19以下でかつ1/200以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のダイヤモンド半導体デバイス。
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WO2022145476A1 (ja) * | 2020-12-29 | 2022-07-07 | 国立大学法人北海道大学 | 電界効果トランジスタ |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60183768A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-19 | Hitachi Ltd | 耐放射線強化半導体素子 |
JPH06232050A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンド電子素子及びその製造方法 |
JPH07115191A (ja) * | 1993-02-23 | 1995-05-02 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンド電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
JPH0831798A (ja) * | 1994-07-12 | 1996-02-02 | Sony Corp | ダイアモンドのエッチング方法 |
JP2013540676A (ja) * | 2010-08-18 | 2013-11-07 | アドバンスド テクノロジー マテリアルズ,インコーポレイテッド | 同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3451674B2 (ja) * | 1993-09-30 | 2003-09-29 | ソニー株式会社 | 半導体の製造方法 |
JP4153984B2 (ja) * | 2000-09-01 | 2008-09-24 | 株式会社神戸製鋼所 | トランジスタ |
JP2004079930A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-11 | Toshiba Corp | 半導体材料、その製造方法、及びsoi型半導体基板 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60183768A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-19 | Hitachi Ltd | 耐放射線強化半導体素子 |
JPH06232050A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンド電子素子及びその製造方法 |
JPH07115191A (ja) * | 1993-02-23 | 1995-05-02 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンド電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
JPH0831798A (ja) * | 1994-07-12 | 1996-02-02 | Sony Corp | ダイアモンドのエッチング方法 |
JP2013540676A (ja) * | 2010-08-18 | 2013-11-07 | アドバンスド テクノロジー マテリアルズ,インコーポレイテッド | 同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7436950B2 (ja) | 2019-09-20 | 2024-02-22 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法 |
WO2022145476A1 (ja) * | 2020-12-29 | 2022-07-07 | 国立大学法人北海道大学 | 電界効果トランジスタ |
Also Published As
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