ダイヤモンドＭＯＳＦＥＴの少数キャリア輸送特性改善と積算線量計への応用

金刚石MOSFET少数载流子输运特性的改进及其在集成剂量计中的应用

基本信息

批准号：
18J01909
负责人：
嶋岡毅紘
金额：
$ 2.33万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J01909/
关键词：
ダイヤモンド放射線検出器少数キャリア拡散長ドーピング

项目摘要

本研究はダイヤモンドFETを放射線の積算線量計として応用することを目指すものである。本年度はFET構造の試作とn型ダイヤモンド中の少数キャリア輸送特性評価を開始した。FETの母体となるn型ダイヤモンド上にMESFETを形成した。{111}上の低濃度(～1e16 cm-3)リンドープダイヤモンドと高濃度(～1e20 cm-3)リンドープダイヤモンド成長技術を組み合わせソース・ドレイン用のオーミックコンタクト、ゲート用のショットキーコンタクトを形成した。作製したFETのIds-Vds特性評価からFETとして動作することを確認した。n型ダイヤモンド少数キャリア輸送特性評価としてはEBICを用いて疑似縦型pn接合ダイオードに対し、電荷キャリアの収集効率からn型ダイヤモンドの少数キャリア拡散長を求めた。拡散長は加速電圧5kVから20kVの間で、約１μmから20μmであった。加速電圧の低下に伴い拡散長が低下したことから、オーミックコンタクトを形成するための高濃度n型層でのキャリアの再結合、捕獲の影響を受けており、より正確な評価には十分に厚い膜厚のダイオード、あるいは横型構造のダイオードが必要であることが分かった。学会発表については、昨年度得られた{111}ダイヤモンドのドーパント取り込みに関する成果を2件報告した。本年度得られた研究成果についてもn型ダイヤモンドのFET特性に関する論文1件の誌上発表を予定している。

本研究旨在应用金刚石场效应管作为辐射积分剂量计。今年，我们开始制造原型 FET 结构并评估 n 型金刚石中的少数载流子传输特性。 MESFET是在作为FET的基础材料的n型金刚石上形成的。通过结合低浓度（~1e16 cm-3）磷掺杂金刚石和高浓度（~1e20 cm-3）磷掺杂金刚石生长技术在{111}上形成源极和漏极的欧姆接触以及栅极的肖特基接触。对所制造的 FET 的 Ids-Vds 特性进行评估，确认其作为 FET 运行。为了评估n型金刚石的少数载流子传输特性，我们使用EBIC根据伪垂直pn结二极管的电荷载流子收集效率来确定n型金刚石的少数载流子扩散长度。在5kV至20kV的加速电压下，扩散长度约为1μm至20μm。由于扩散长度随着加速电压的降低而减小，因此受到高浓度n型层中的载流子复合和俘获的影响而形成欧姆接触，并且该层足够厚，可以更准确地评估二极管。需要使用厚膜或水平结构的二极管。关于在学术会议上的演讲，我们报告了去年获得的两项与{111}金刚石中掺杂剂掺入相关的结果。关于今年取得的研究成果，我们计划在期刊上发表一篇关于n型金刚石FET特性的论文。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Detection of Defects in Diamond by Etch‐Pit Formation

通过蚀坑形成检测金刚石中的缺陷

DOI：
10.1002/pssa.201900247
发表时间：
2019
期刊：
physica status solidi (a)
影响因子：
0
作者：
Shimaoka Takehiro;Ichikawa Kimiyoshi;Koizumi Satoshi;Watanabe Kenji;Teraji Tokuyuki
通讯作者：
Teraji Tokuyuki

Diamond photovoltaic radiation sensor using pn junction

使用pn结的金刚石光伏辐射传感器