【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.01】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NM5227
利用課題名 / Title
ダイヤモンドデバイスの作製
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions
キーワード / Keywords
ワイドギャップ半導体/ Wide-bandgap semiconductor, ダイヤモンド/ Diamond,電子線リソグラフィ/ EB lithography,ワイヤーボンディング/ Wire Bonding,エレクトロデバイス/ Electronic device,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
山口 尚秀
所属名 / Affiliation
物質・材料研究機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
日野 晃貴,モハマド モニッシュ
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
藤井 美智子,浦野 絵里,大谷 まさみ,大井 暁彦,簑原 郁乃,吉田 美沙,池田 直樹
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-636：マスクレス露光装置 [DL-1000]
NM-635：電子ビーム描画装置 [ELS-BODEN100]
NM-665：電子銃型蒸着装置 [ADS-E810]
NM-609：電子銃型蒸着装置 [ADS-E86]
NM-616：シリコンDRIE装置 [ASE-SRE]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ダイヤモンドは、ワイドバンドギャップ、高絶縁破壊電界、高熱伝導度などの特性から、省電力や高速動作、素子の小型化に資する次世代半導体材料として期待されている。さらに、水素終端ダイヤモンドの表面伝導、負の電子親和力、窒素・空孔センターのスピン、超伝導などユニークな特徴も注目されている。本研究では、このようなダイヤモンドがもつ特異な性質を利用した新規デバイスの作製を行う。
実験 / Experimental
ダイヤモンド電界効果トランジスタの特性向上に関する実験を行った。ダイヤモンド単結晶基板にフォトレジストあるいは電子線レジストを塗布した後にマスクレス露光装置および電子ビーム描画装置を利用して電極パターンを形成した。電子銃型蒸着装置によってTiやPt等の金属を蒸着し、電極を形成した。適宜水蒸気プラズマ洗浄装置による洗浄を行った。シリコンDRIE装置によるエッチングも行った。
結果と考察 / Results and Discussion
ARIM設備で電極を形成したダイヤモンド基板をアニールおよび水素プラズマ処理することで、オーミックコンタクト用TiC形成とダイヤモンド表面の水素終端化を行った。この水素終端ダイヤモンド表面を利用して、二次元材料とのヘテロ構造や電界効果トランジスタを作製した。特に、単結晶α-MoO3と水素終端ダイヤモンドのヘテロ構造を作製することができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 日野 晃貴、笹間 陽介、モハマド モニッシュ、山口 尚秀 「α-MoO3/水素終端ダイヤモンドヘテロ構造の転写法による作製」第38回ダイヤモンドシンポジウム(東京）2024年11月20日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：2件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件