原子レベルの構造制御技術開発によるダイヤモンドMOSFETの高移動度・高耐圧化

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本研究では、極めて高いチャネル移動度・耐圧が期待できる反転層ダイヤモンドMOSFETによる省エネ社会構築を目指し、ダイヤモンド半導体の新規デバイス作製プロセスの開発により、構造最適化を行い、SiCを超えるチャネル移動度と耐圧を達成する。具体的には、ソースおよびドレイン領域の埋込構造を形成するプロセス開発を行い、ソース・ドレインとチャネル層の間の接触抵抗を低減することによりチャネル移動度を向上させる。また、同プロセスを用いることでドリフト層の形成も行い、耐圧の評価を行う。当該年度は、ダイヤモンド下地基板の伝導型による成長速度差を用いて作製した埋込ソース・ドレイン型のMOSFETの評価を進め、ソース・ドレイン領域にあるホウ素の再取り込みという課題が浮き彫りになった。これにより、ボディがp型化し、オフが取りづらいことがわかった。また、CVD法のラテラル成長技術を用いた高濃度層の埋込構造に関しては、プロセス側の問題から、さらなる大面積化が求められ、転位フリー基板を用いることで、昨年度得られた50 μmを超える100 μm角の平坦化に成功した。現在、この試料を用いてMOSFETを作製中である。Ni触媒エッチング法を用いた高濃度層の埋込構造の作製においては、基板の湾曲歪やエッチングレートの高さが課題として見えてきた。現在は、全面エッチングと低速エッチング技術の開発を進めている。縦型MOSFETに関しては、積層構造の形成を開始した。