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Study on super wide band gap semiconductor toward fabrication of high power electric devices operating at high frequency

Research Project

Project/Area Number 15K05990
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionSaga University

Principal Investigator

OISHI Toshiyuki  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40393491)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords半導体物性 / 電子デバイス・機器 / エネルギー効率化 / 電子・電気材料 / デバイス設計・製造プロセス / ワイドバンドギャップ半導体 / RF-DC変換 / 高周波大電力 / ダイヤモンド / 酸化ガリウム / レクテナ / デバイスモデル
Outline of Final Research Achievements

Super wide band gap semiconductors such as diamond and gallium oxide are considered to be promising to realize electric devices operating with high power at high frequency toward energy saving society with safe and secure. In this research, we have studied academically on breakthrough semiconductor devices toward high frequency RF input with high power to DC output energy.
At first, maximum RF-DC conversion efficiency at 5 GHz was calculated using material properties and equivalent circuit. For diamond Schottky barrier diode (SBD), very high efficiency of 98 % was expected at high operating voltage of 127 V. Next, diamond SBDs with low resistance were fabricated with NO2 hole doping technique to hydrogen terminated diamond surface. RF-DC conversion using dual diode rectifier circuit was realized for input RF signal with frequency of 10 MHz and peak to peak voltage of 18 V. RF-DC conversion of input RF signal with high peak to peak voltage of 100 V was also obtained at 10 MHz.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Diamond Schottky Barrier Diodes With NO2 Exposed Surface and RF-DC Conversion Toward High Power Rectenna2017

    • Author(s)
      Toshiyuki Oishi, Naoto Kawano, Satoshi Masuya, and Makoto Kasu
    • Journal Title

      IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS

      Volume: 38 Issue: 1 Pages: 87-90

    • DOI

      10.1109/led.2016.2626380

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  • [Journal Article] 表面伝導型ダイヤモンドFETのデバイスシミュレーションに関する検討2016

    • Author(s)
      大石敏之,岸川拓也,吉川大地,平間一行,嘉数誠
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌C

      Volume: J99-C Pages: 193-200

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    • Author(s)
      Toshiyuki Oishi, Kazuya Harada, Yuta Koga, and Makoto Kasu
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 55 Issue: 3 Pages: 030305-030305

    • DOI

      10.7567/jjap.55.030305

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    • Author(s)
      M. Kasu, N. Fukami, Y. Ishimatsu, S. Masuya, T. Oishi, D. Fujii, S.W. Kim,
    • Organizer
      Hasselt Diamond Workshop 2018(SBDD XXIII), March 7 , 2018, Hasselt, Belgium, 12.4.
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      嘉数 誠、深見 成、石松 裕真、桝谷 聡士、大石 敏之、藤居 大樹、金 聖佑
    • Organizer
      2018年第65回応用物理学会春季学術講演会,早稲田大学西早稲田キャンパス,東京(2018年3月)18p-C302-9.
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      深見 成、網代 康佑、大石 敏之、河野 直士、荒木 幸二、桝谷 聡士、嘉数 誠
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      2018年第65回応用物理学会春季学術講演会,早稲田大学西早稲田キャンパス,東京(2018年3月)18p-C302-11.
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      パシフィコ横浜
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      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      パシフィコ横浜
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      2017-03-15
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      石松 裕真 舟木 浩祐 桝谷 聡士 宮崎 恭輔 大島 孝仁 嘉数 誠 大石 敏之
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      子情報通信学会研究会 ED2017-63、2017年12月1日, pp.69-72
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      2017年第78回応用物理学会秋季学術講演会,福岡国際会議場,福岡県(2017年9月)8a-S22-8.
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      第8回集積化MEMSシンポジウム
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      平戸文化センター
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      河野 直士,大島 孝仁,嘉数 誠,大石 敏之
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      第77回応用物理学会春季学術講演会
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      朱鷺メッセ
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      2016-09-15
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      河野 直士,桝谷 聡士,大島 孝仁,大石敏之
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      朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2016-09-15
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  • [Presentation] Demonstration of RF-DC conversion using dual diode rectifier circuit for rectenna with diamond Schottky barrier diodes2016

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      T. Oishi, N. Kawano, and M. Kasu
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      Compound Semiconductor Week 2016 (the 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS))
    • Place of Presentation
      富山 富山国際会議場
    • Year and Date
      2016-06-27
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  • [Presentation] ダイヤモンドショットキーバリアダイオードによるレクテナ回路の作製2016

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      河野直士, 嘉数 誠, 大石敏之
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      電子情報通信学会研究会
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      静岡大学 工学部 浜松キャンパス
    • Year and Date
      2016-05-20
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      大石敏之,河野直士,嘉数誠
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      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-20
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      大石敏之,河野直士
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      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-20
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      第63回応用物理学会春季学術講演会
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      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-20
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      大石 敏之,嘉数 誠
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      東京 機械振興会館
    • Year and Date
      2016-01-20
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    • Invited
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    • URL

      http://www.ee.saga-u.ac.jp/sedlab/index.htm

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    • URL

      http://www.ee.saga-u.ac.jp/sedlab/index.htm

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Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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