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SiCバイポーラトランジスタの表面・界面キャリア再結合過程の解明に基づく高性能化

Research Project

Project/Area Number 16J08202
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

浅田 聡志  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords炭化ケイ素 / バイポーラトランジスタ / オン特性 / 伝導度変調 / 表面再結合速度 / フォトルミネセンス / SiCバイポーラトランジスタ / 設計指針の提示 / 伝導度変調効果 / SiC / pnダイオード / 再結合電流 / キャリア寿命 / 順方向リーク電流 / バンドベンディング
Outline of Annual Research Achievements

本年度はまず、増幅率制限要因の解明に向けて、p-nダイオードを用いた再結合電流の定量的な評価に取り組んだ。これにより、SiC BJTの増幅率は表面再結合電流により制限されていることを定量的に明らかにし、その表面再結合速度を得た。また、申請者のこれまでの研究で得られた材料物性およびデバイス物理に関する知見を活かしてSiC BJTのデバイス設計を工夫し、実際に作製した。具体的には、ベース拡がり抵抗を低減するため寄生領域にイオン注入し、低抵抗領域を形成した。その結果、SiC BJTのオン特性を大幅に向上することができ、SiC BJTにおいて初めて明確な伝導度変調を実現し、オン抵抗をユニポーラリミットの半分にまで低減できた。また、作製したBJTのオン特性の温度依存性を評価することで、伝導度変調の温度依存性を明らかにした。これまで、SiC BJTでは伝導度変調が明確に確認されていなかったため、これは新たな知見となる。さらに、昨年の研究においてデバイスシミュレーションで確認されていた、伝導度変調領域の拡張現象に関しても、実験的に確認することができた。これは、マルチフィンガーBJTにおけるフィンガー本数を設計する上で重要な知見となる。以上のように本研究により、SiC BJTのオン特性の制限要因に関する定量的な知見を提示することができ、また、SiC BJTの優れたポテンシャルのデモストレーションに成功した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] Linkoping Univ.(Sweden)

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      IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES

      Volume: 65 Issue: 7 Pages: 2771-2777

    • DOI

      10.1109/ted.2018.2834354

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      S. Asada, J. Suda, and T. Kimoto
    • Journal Title

      Material Science Forum

      Volume: 924 Pages: 629-632

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.924.629

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      S. Asada, J. Suda and T. Kimoto
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      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Issue: 8 Pages: 088002-088002

    • DOI

      10.7567/jjap.57.088002

    • NAID

      120006552908

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      S. Asada, J. Suda and T. Kimoto
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      IEEE Transactions on Electron Devices

      Volume: 65 Issue: 11 Pages: 4786-4791

    • DOI

      10.1109/ted.2018.2867545

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      Volume: 123 Issue: 24

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      J. Phys. D: Appl. Phys

      Volume: 51 Issue: 36 Pages: 363001-363001

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      10.1088/1361-6463/aad26a

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      Asada Satoshi、Kimoto Tsunenobu、Suda Jun
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      IEEE Transactions on Electron Devices

      Volume: 64 Issue: 5 Pages: 2086-2091

    • DOI

      10.1109/ted.2017.2684181

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      Asada Satoshi、Kimoto Tsunenobu、Suda Jun
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      IEEE Transactions on Electron Devices

      Volume: 64 Issue: 7 Pages: 3016-3018

    • DOI

      10.1109/ted.2017.2700336

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      Applied Physics Letters

      Volume: 111 Issue: 7 Pages: 072101-072101

    • DOI

      10.1063/1.4989648

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    • Author(s)
      S. Asada, T. Kimoto, J. Suda
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Electron Devices

      Volume: 印刷中

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      浅田 聡志, 木本 恒暢, 須田淳
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      2016秋季応用物理学会
    • Place of Presentation
      新潟 朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2016-09-13
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      http://semicon.kuee.kyoto-u.ac.jp/

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      http://semicon.kuee.kyoto-u.ac.jp/

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    • URL

      http://semicon.kuee.kyoto-u.ac.jp/

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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