ダイヤモンドMISFET構造のカソードルミネッセンスによる特性評価

通过阴极发光表征金刚石 MISFET 结构

• 批准号: 08750366
• 负责人: 牧 哲朗
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750366/
• 关键词: ダイヤモンド薄膜; カソードルミネッセンス; MISFET; 界面準位

CVDダイヤモンド表面の結晶性評価において,カソードルミネッセンス特性結果は,今後の研究指針を与える知見を示した.まず,CVDダイヤモンドは天然ダイヤモンドに比べて結晶性にダメ-ジ受けていることが示唆された.そしてこのダメ-ジはプラズマの状態によって大きく依存していた.カソードルミネッセンスの特性結果は表面の結晶性のみならず表面化学吸着状態をも反映し,ダイヤモンド表面への科学吸着に起因した表面バンドベンディングが生じていることが示唆された.これらの結果からダイヤモンドエレクトロニクス応用へ向けて,ダイヤモンド表面結晶性改善を目的として,さらに次の二つの観点からアプローチを行った.1.ダイヤモンド表面上へのゲート絶縁膜堆積プロセスと界面準位.2.ダイヤモンド成膜プロセスとプラズマダメ-ジ.1.においては,as-grown CVDダイヤモンド表面にCaF_2ゲート絶縁膜を基板温度室温で堆積することにより,従来の堆積プロセス(基板温度500℃)より,ダイヤモンドMISFET特性において,相互コンダクタンスに飛躍的な向上がみられた.これは絶縁膜堆積時のプロセスにおいて,残留酸素成分による界面準位の形成が抑制されたことが原因として推測される.一方2.においては,ダイヤモンド成膜ガスへの添加ガス(酸素,キセノン)効果について,プラズマインピーダンス測定を駆使して評価を行った.このなかでキセノン(Xe)ガスを少量添加することによって,CH_3ラジカルの供給を減らすことなく,プラズマのダメ-ジを抑制する可能性が示された.今後の研究展開として,1.2.の研究アプローチを相互に関連させて,プラズマダメ-ジを抑制した高品質のダイヤモンド薄膜を作製し,キャリヤ移動度の向上を目指す.

CVD ダ イ ヤ モ ン ド surface の crystalline review 価 に お い て, カ ソ ー ド ル ミ ネ ッ セ ン ス は features results, future research pointer を の with え る knowledge を shown し た. ま ず, CVD ダ イ ヤ モ ン ド は natural ダ イ ヤ モ ン ド に than べ て crystalline に ダ メ - ジ by け て い る こ と が in stopping さ れ た. そ し て こ の ダ メ - ジ は プ ラ ズ マ の Big state に よ っ て き く dependent し て い た. カ ソ ー ド ル ミ ネ ッ セ ン ス の は surface features results の crystalline の み な ら ず surface chemical state of sorption を も reflect し, ダ イ ヤ モ ン ド surface へ の science sorption に cause し た surface バ ン ド ベ ン デ ィ ン グ が raw じ て い る こ と が in stopping さ れ た. こ れ ら の results か ら ダ イ ヤ モ ン ド エ レ ク ト ロ ニ ク ス 応 with へ to け て, ダ イ ヤ モ ン ド surface crystalline improve を と し て, さ ら の に times two つ の 観 point か ら ア プ ロ ー チ を line っ た. 1. ダ イ ヤ モ ン ド surface へ の ゲ ー ト never try membrane accumulation プ ロ セ ス と interface must place. 2. ダ イ ヤ モ ン ド film-forming プ ロ セ ス と プ ラ ズ マ ダ メ - ジ. 1. に お い て は, the as - g rown CVD ダ イ ヤ モ ン ド surface に CaF_2 ゲ ー を ト never try membrane substrates at room temperature accumulation で す る こ と に よ り, 従 to の accumulation プ ロ セ ス substrate temperature (500 ℃) よ り, ダ イ ヤ モ ン ド MISFET features に お い て, mutual コ ン ダ ク タ ン ス な に jump up が み ら れ た. こ れ は never try membrane accumulation when の プ ロ セ ス に お Youdaoplaceholder0 て The interface potential of residual acid components による forms が inhibition された て とが the cause of とが て て speculation される Side 2. に お い て は, ダ イ ヤ モ ン ド film-forming ガ ス へ の add ガ ス (acid, キ セ ノ ン) working fruit に つ い て, プ ラ ズ マ イ ン ピ ー ダ ン ス determination を 駆 make し て review 価 を line っ た. こ の な か で キ セ ノ ン (Xe) ガ ス を small add す る こ と に よ っ て, CH_3 ラ ジ カ ル の supply を minus ら す こ と な く, プ ラ ズ マ Youdaoplaceholder0 -ジを inhibits the possibility of する が shows された. Future research on の と し て, 1.2. の research ア プ ロ ー チ を mutual に masato even さ せ て, プ ラ ズ マ ダ メ - ジ を inhibit し た high-quality の ダ イ ヤ モ ン ド し, the film を cropping キ ャ リ ヤ の mobile degrees upward を refers す.

项目成果

Sei Suzuki: "Observation of Capacitance Hunching at the Flat-Band-Voltage in Boron-Doped Diamond Metal/Insulator/Semiconductor Structure" Jpn.J.Appl.Phys. 35・8B. L1031-L1034 (1996)

Sei Suzuki：“硼掺杂金刚石金属/绝缘体/半导体结构中平带电压下的电容波动的观察”Jpn.J.Appl.Phys 35・8B (1996)。

Hideki Kawamura: "Cathodoluminescence Measurement of Diamond MIS Structure Utilizing CaF_2 Film" Diamond Films and Tcchnology. (発表予定).

Hideki Kawamura：“利用 CaF_2 薄膜对金刚石 MIS 结构进行阴极发光测量”《金刚石薄膜和技术》（待提交）。

Hideki Kawamura: "Cathodoluminescence Measurement of CVD Diamond Surface" Applied Surface Science. (発表予定).

Hideki Kawamura：“CVD 金刚石表面的阴极发光测量”应用表面科学（待提交）。

Tetsuro Maki: "Effects of Oxygen Added to Reagent Gas on Diamond Thin Film Growth" Diamond Films and Tcchnology. (発表予定).

Tetsuro Maki：“反应气体中添加氧气对金刚石薄膜生长的影响”《金刚石薄膜和技术》（待公布）。

Takeshi Kobayashi: "Stabilization of Diamond MIS-Interface by Employing CaF_2 Gate Insulator" Diamond Films and Tcchnology. (発表予定).

Takeshi Kobayashi：“采用 CaF_2 栅极绝缘体稳定金刚石 MIS 接口”金刚石薄膜和技术（待公布）。