JP6634646B2 - グラファイト積層ダイヤモンド基板及びその製造方法、並びに半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1に、第1実施形態に係るグラファイト積層ダイヤモンド基板(以下、グラファイト積層基板という)10を示す。グラファイト積層基板10は、ダイヤモンド基板11と、そのダイヤモンド基板11の基板表面11aに一体に形成されたグラファイト層12とを有する。ダイヤモンド基板11は、(100)面または(110)面が基板表面11aとなるように、ダイヤモンドの単結晶を板状に形成したものである。このダイヤモンド基板11としては、その他の基板上に形成された適当な厚みを有した薄膜などであってもよい。なお、以下の説明では、図1に示すように、基板表面11aを互いに直交するX方向、Y方向に平行な面とし、X方向、Y方向にそれぞれ直交する向きをZ方向として説明する。
図3に、第2実施形態に係るFET30を示す。なお、後述する第2実施形態における照射ステップと加熱ステップとは、第1実施形態の各ステップと同じであるから、その詳細な説明を省略する。
以下にダイヤモンド基板上にグラファイト層を形成した実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。また、以下の説明では、第1実施形態と同じ符号を付して説明する。この実施例では、基板表面11aが(100)面とされた、ダイヤモンド基板11を用いた。ダイヤモンド基板11のサイズは、基板表面11aが5mm×5mmであり、厚みは0.5mmであった。
11,31 ダイヤモンド基板
12,35 グラファイト層
12a グラフェン
30 MESFET
32 半導体層
33 ドレイン領域
34 ソース領域
36 ドレイン電極
37 ソース電極
38 ゲート電極
Claims (8)
- (100)面または(110)面を基板表面とする単結晶のダイヤモンド基板の前記基板表面に高エネルギー線を照射する照射ステップと、
前記高エネルギー線が照射された前記ダイヤモンド基板を、前記基板表面を露呈させた状態で1000℃以上1900℃以下の加熱温度で加熱することによって、前記基板表面に起立した複数のグラフェンからなるグラファイト層を形成する加熱ステップと
を有することを特徴とするグラファイト積層ダイヤモンド基板の製造方法。 - 前記照射ステップは、前記高エネルギー線としてイオン化された元素を前記ダイヤモンド基板に照射してイオン注入を行うことを特徴とする請求項1記載のグラファイト積層ダイヤモンド基板の製造方法。
- 前記照射ステップは、III族の元素、V族の元素、及びヘリウム、水素、炭素のいずれか1つまたは複数の元素をイオン化して前記ダイヤモンド基板に照射することを特徴とする請求項2記載のグラファイト積層ダイヤモンド基板の製造方法。
- 前記照射ステップは、前記高エネルギー線として、電子線、X線、ガンマ線、中性子線のいずれかを前記ダイヤモンド基板に照射することを特徴とする請求項1記載のグラファイト積層ダイヤモンド基板の製造方法。
- (100)面または(110)面を基板表面とする単結晶のダイヤモンド基板の前記基板表面に、前記基板表面に起立した複数のグラフェンからなるグラファイト層を備え、前記複数のグラフェンの各グラフェンは前記ダイヤモンド基板内の炭素原子と結合していることを特徴とするグラファイト積層ダイヤモンド基板。
- 前記グラファイト層は、厚みが100nm以下であり、面抵抗が3kΩ以下であることを特徴とする請求項5に記載のグラファイト積層ダイヤモンド基板。
- (100)面または(110)面を基板表面とする単結晶のダイヤモンド基板上に、導体層を形成すべき部分が開口したマスクを形成するマスク形成ステップと、
前記基板表面に向けて高エネルギー線を照射することによって、前記開口を介して前記基板表面に前記高エネルギー線を照射する照射ステップと、
前記高エネルギー線が照射された前記ダイヤモンド基板を、少なくとも前記高エネルギー線が照射された前記基板表面の部分を露呈させた状態で1000℃以上1900℃以下の加熱温度で加熱することによって、導体層として、前記基板表面に起立した複数のグラフェンからなるグラファイト層を形成する加熱ステップと
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - (100)面または(110)面を基板表面とする単結晶のダイヤモンド基板と、
前記基板表面上に形成され、前記基板表面に起立した複数のグラフェンからなるグラファイトで構成される導体層とを有し、
前記複数のグラフェンの各グラフェンは前記ダイヤモンド基板内の炭素原子と結合していることを特徴とする半導体装置。
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