ダイヤモンドへの低濃度リンドーピング

摘要

ダイヤモンドを電子デバイスへ応用するためには，不純物ドーピングによる伝導型制御技術の確立が不可欠である．特にn形半導体ダイヤモンドの作製は困難であり，重要な研究課題となっている．われわれは，リンがn形電気伝導を与える有望なドーパントであると考え，気相成長（CVD）法によるリンドープホモエピタキシャルダイヤモンド薄膜の作製を行ってきた．従来の作製条件とは異なる比較的高い反応圧力，低メタン濃度，高い基板温度を通用することで，｛111｝結晶面において再現性良くリンドープn形ダイヤモンド薄膜を得ることに成功している．作製されたリンドープダイヤモンド薄膜は，ホール効果測定を始めとして，カソードルミネセンス法，光伝導法，赤外吸収分光法などにより評価され，リンが形成するドナー準位は伝導帯より約0.6eV下に位置することが明らかになっている．