高耐圧用ダイヤモンドMOSFETの作製

高压金刚石MOSFET的制造

基本信息

项目摘要

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。
ダ イ ヤ モ ン ド PIN ダ イ オ ー ド の electricity industry moderate line structure design を の う こ と を purpose と し た. He semiconductor と different な り, ダ イ ヤ モ ン ド に お い て は イ オ ン injection line が う こ と が difficult で あ る. こ れ は, イ オ ン injection に う, owe 陥 発 raw が hot 処 Richard に お い て remove す る こ と が で き な い こ と が reason で あ る. こ の ダ イ ヤ モ ン ド デ バ イ ス cropping プ ロ セ ス の particularity を み, the membrane と エ ッ チ ン グ に お い て may な electrical boundary line moderate structural design を の っ た. 1) N layer transverse に different な る リ ン concentration layer を as る structure - 1020 cm - 3 の リ ン concentration の transverse に 1018 cm - 3 の n-type ダ イ ヤ モ ン ド, さ ら に そ の transverse に x1017cm 5-3 の n-type ダ イ ヤ モ ン ド を as り つ け る tectonic を し, consummate そ の electricity industry strength を see product も っ た. そ の results, 20 MV/cm が の electricity industry strength, 10 MV/cm と な り, two つ の n-type ダ イ ヤ モ ン ド を with い た when に は, 6 MV/cm ま で low cut で き る こ と が points か っ た. 2) N と I layer between の に low い リ ン concentration の n-tier を into れ 込 む structure - 1020 cm - 3 の リ ン concentration の n-tier の に under 1018 cm - 3 の n-type ダ イ ヤ モ ン ド layer, さ ら に は x1017cm 5-3 の n-type ダ イ ヤ モ ン ド layer を scions into し, low concentration ほ ど hiroo い area を hold ち, 1020 cm - 3 の リ ン concentration A <s:1> high-concentration n-layer directly upward に electrode を is set with a ける structure をとった. こ の tectonic の occasions に は, 1 layer の に は, carry ま な か っ た occasions の 20 mv/cm が 6 mv/cm ま で under が り, さ ら に, 2 layer scions into し た occasions に は 5 mv/cm ま で under が る こ と が points か っ た. 1) と 2) を compare す る と, ダ イ ヤ モ ン ド デ バ イ ス cropping プ ロ セ ス に お い て Jane on the 2) が cropping 単 で あ り, unseen で あ る こ と が わ か っ た. The future こ の tectonic に お い て, ダ イ ヤ モ ン ド の material と し て high hold つ い never try 圧 を デ バ イ ス と し て directly prove し て い き た い と exam え て い る.

项目成果

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Dynamic breakdown of diamond pin diode
金刚石pin二极管的动态击穿
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Traore;A. Nakajima;T. Makino;D. Kuwabara;H. Kato;M. Ogura;D. Takeuchi;And S. Yamasaki
  • 通讯作者:
    And S. Yamasaki
Dynamic properties of diamond high voltage p-i-n diodes
  • DOI:
    10.7567/jjap.56.04cr14
  • 发表时间:
    2017-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Traore, Aboulaye;Nakajima, Akira;Yamasaki, Satoshi
  • 通讯作者:
    Yamasaki, Satoshi
Reverse-Recovery of Diamond pin Diode
菱形针二极管的反向恢复
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Traore;A. Nakajima;T. Makino;D. Kuwabara;H. Kato;M. Ogura;D. Takeuchi;S. Yamasaki
  • 通讯作者:
    S. Yamasaki
Effect of n- and p-type doping concentrations and compensation on the electrical properties of semiconducting diamond
n型和p型掺杂浓度及补偿对半导体金刚石电性能的影响
  • DOI:
    10.1002/pssa.201600407
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Traore;S. Koizumi;and J. Pernot
  • 通讯作者:
    and J. Pernot
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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