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研究概要

本研究は、长冈技术科学大学と株式会社ディスコとの共同研究として取り组んだものであり、ヘテロエピタキシャルダイヤモンドの成长メカニズムの解明および成长时に発生する応力の制御による大面积?高品质ダイヤモンド基板の作製を目的としています。

ダイヤモンドは、厂颈（シリコン）、骋补础蝉（ガリウムヒ素）、厂颈颁（炭化ケイ素）などと比较して、优れた物理特性?电気特性を有しており、パワーエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、バイオエレクトロニクス、量子コンピューティングといった分野での応用が期待されています。一方で、半导体デバイスとしての実用化には、大面积かつ反りのない高品质なダイヤモンドウェハの作製が不可欠です。その中でも、ヘテロエピタキシャル成长法は、大口径ダイヤモンド基板の製造において有望とされていますが、成长过程で発生する応力により基板が反ってしまうことが大きな课题となっています。特に、成长层の厚さが増すことで応力が蓄积され、基板に割れが生じやすくなり、大面积化が困难になるという问题が指摘されています。

この课题に対し、ガさんは颈苍-蝉颈迟耻モニタリングシステムを备えたマイクロ波プラズマ化学蒸着（惭笔颁痴顿）装置を用いて、成长条件を変化させながら、滨谤/惭驳翱基板上に成长したヘテロエピタキシャルダイヤモンド膜の曲率を测定し、成长応力の制御が可能であることを确认しました。

本研究成果は、将来的な高性能ダイヤモンド半导体デバイスの実用化に向けた重要な一歩として期待されています。

受赏者からのコメント

HE CHANGDA（ガ ショウタツ）さん（理工学研究科 理工学専攻 机能物质创成コース 博士前期課程2年?黄研究室所属?受賞当時）

このたびは「Excellent Presentation Award」という名誉ある賞をいただき、大変光栄に思っております。本研究に取り組む中で、多くの方々から温かいご指導とご支援をいただきました。特に、日頃より親身にご指導くださっている黄晋二教授をはじめ、お世話になった澤邊厚仁名誉教授、共同研究でご協力いただいている長岡技術科学大学の會田英雄准教授、そして実験や技術的な面で多くの助言をいただいた株式会社ディスコの大島龍司様に心より感謝申し上げます。

私の研究テーマは、ダイヤモンド基板の大面积化と高品质化を目的としたヘテロエピタキシャル成长の応力制御に関するものです。特に、成长中に発生する応力をリアルタイムで観测?制御することで、反りを抑えたダイヤモンド基板の実现を目指しており、今回の成果はその第一歩となりました。今后はさらに研究を深め、完全に反りのない高品质なダイヤモンド基板の作製を目指して、引き続き精进してまいります。そして、将来的にはこの技术がパワーエレクトロニクスや量子デバイスなどの分野で役立つよう、社会実装に向けた取り组みにも贡献していきたいと考えています。

指导教员からのコメント

黄晋二教授（理工学部 电気电子工学科）

ダイヤモンドは未来の半导体材料として世界中で注目されています。特に、大面积かつ高品质なダイヤモンド薄膜は次世代のパワー半导体デバイスの実现に必须な技术であり、今回のガさんの研究成果はそれに资するものです。今后もこの赏を励みとして研究に取り组み、素晴らしい研究业绩をあげることを期待しています。