【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.22】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24AT0061

利用課題名 / Title

ダイヤモンド半導体デバイスプロセスの検討

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

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）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）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

キーワード / Keywords

ALD,リソグラフィ/ Lithography,ワイドギャップ半導体/ Wide gap semiconductor,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation

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)

梅沢 仁

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

川島宏幸,若井知子,加藤勇次,吉本智貴,山口卓宏,米津彩

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

増田 賢一

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-023：電子ビーム真空蒸着装置
AT-109：６インチ電子ビーム真空蒸着装置（アールデック）
AT-024：抵抗加熱型真空蒸着装置
AT-011：i線露光装置
AT-110：レーザー描画装置〔DWL66+〕

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

ダイヤモンド半導体は従来の半導体材料を凌駕する物性と特有な性質を持つ．特筆すべき性質としては高温耐性や放射線耐性に非常に優れている点であり，弊社ではこの性質を利用したダイヤモンドMOSFET（RADDFET）を試作し，原子炉などの過酷環境での実用化を目指している．ダイヤモンド基板の課題としては単結晶では基板サイズが大きくしにく量産性に難があることが挙げられる．そこで現状でも比較的大きなサイズが作成できる多結晶基板を用いてデバイス試作を試みるためにも，リソグラフィー技術の獲得を目指す．本報告ではi線ステッパを用いた露光を試みた．

実験 / Experimental

10mm角の大きさの多結晶ダイヤモンド基板にスピンコーターを用いてレジスト塗布を行った．最初にHMDSを5000rpmで30秒塗布した後，PFI-38A7を5000rpmで30秒塗布した．その後，バックリンスとしてアセトンを付けた綿棒で裏面に付着したレジストを除去することで，治具などへの汚染や基板傾きを抑えた．バックリンス後，90℃1分のプリベークを行った後，i線ステッパおよびレーザー描画装置にて露光を行った（AT-011、AT-110）．露光後，110℃1分のベーキングを行った後，TMAHで現像を行った．なお，描画にはNPF所有の治具を用いている．さらに金属を蒸着しリフトオフが可能かを確認した（AT-023、AT-109、AT-024）．

結果と考察 / Results and Discussion

図1に今回実施したi線ステッパでのレジストパターンを示す．このパターンはNPFでも通常使用されているアライメントマークパターンである．今回露光時間は280msecで行った．多結晶ダイヤモンドはグレイン起因の模様および凹凸が存在しており，描画に支障があり得ることを懸念していたが，図1のように問題なくパターン描画できることが確認できた．また，今回作成したアライメントマークパターンをもう一度i線ステッパにセットし，装置が認識できるかを確認したところ，問題なく認識できることがわかった．今後はこの技術を用いてダイヤモンドデバイスの試作を目指す．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図１．i線ステッパで描画したアライメントマークパターン

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.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件