高耐圧用ダイヤモンドＭＯＳＦＥＴの作製

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ダイヤモンドPINダイオードの電界緩和構造の設計を行うことを目的とした。他半導体と異なり、ダイヤモンドにおいてはイオン注入が行うことが困難である。これは、イオン注入に伴う、欠陥発生が熱処理において除去することができないことが原因である。このダイヤモンドデバイス作製プロセスの特殊性を鑑み、製膜とエッチングにおいて可能な電界緩和構造の設計を行った。１）N層横に異なるリン濃度層を作る構造→1020cm-3のリン濃度の横に1018cm-3のN型ダイヤモンド、さらにその横に5ｘ1017cm-3のN型ダイヤモンドを作りつける構造を作成し、その電界強度を見積もった。その結果、20MV/cmの電界強度が、10 MV/cmとなり、二つのN型ダイヤモンドを用いた時には、6 MV/cmまで低減できることが分かった。２）N層とI層の間に低いリン濃度のN層を入れ込む構造→1020cm-3のリン濃度のN層の下に1018cm-3のN型ダイヤモンド層、さらには5ｘ1017cm-3のN型ダイヤモンド層を挿入し、低濃度ほど広い面積を持ち、1020cm-3のリン濃度の高濃度N層直上に電極を設ける構造をとった。この構造の場合には、1層の場合には、挟まなかった場合の20MV/cmが6MV/cmまで下がり、さらに、2層挿入した場合には5MV/cmまで下がることが分かった。１）と２）を比較すると、ダイヤモンドデバイス作製プロセスにおいて２）が作製上簡単であり、有効であることがわかった。今後この構造において、ダイヤモンドの材料として持つ高い絶縁耐圧をデバイスとして直接証明していきたいと考えている。