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Development of an optically-gated GaN power device

Research Project

Project/Area Number 18K04281
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
Research InstitutionOita University (2019-2020)
Nagoya University (2018)

Principal Investigator

Omori Masato  大分大学, 理工学部, 准教授 (70454444)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsパワーデバイス / 窒化ガリウム / 光ゲート / フォトトランジスタ / GaN / イオン注入 / 活性化アニール / フォトルミネッセンス / ホール効果測定
Outline of Final Research Achievements

Gallium nitride (GaN) is a next-generation power semiconductor material that is expected to save a great deal of energy in power conversion devices. In this study, we fabricated GaN-npn transistors grown on GaN freestanding substrates and evaluated the characteristics of power phototransistors with gate operation by light irradiation. As a result, we confirmed the photo-induced ON/OFF of the current between emitter and collector by UV light irradiation to the surface aperture, and the ON/OFF ratio was large enough to be more than six orders of magnitude. The on-resistance of the device designed with a breakdown voltage of 1 kV was about 22 mΩcm2.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脱炭素社会の実現のためには電力利用の高効率化が必要不可欠である。本研究では電力消費の1割を節約できると期待される窒化ガリウムを用いたパワーデバイスの実現を目指す研究を行った。本研究の成果はこのような省エネ用パワーデバイスの発展と普及を加速させることができ,社会的な意義は大きい。また,従来の構造とは異なる全く新しいパワーデバイスを提案し動作実証と特性解明を行った成果は学術的に大きな意義を持つ。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020 2019

All Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Presentation] 縦型GaNフォトトランジスタの特性評価2021

    • Author(s)
      和田竜垂, 白石舞翔, 宮崎泰成, 大森雅登
    • Organizer
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] GaN フォトトランジスタにおける光照射特性の評価2020

    • Author(s)
      和田竜垂, 白石舞翔, 宮崎泰成, 大森雅登
    • Organizer
      2020年応用物理学会九州支部学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 窒化物半導体装置の製造方法2019

    • Inventor(s)
      大森雅登、加地徹、須田淳、ボコウスキ ミハウ スタニスワフ
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学、トヨタ自動車株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-049952
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 窒化物半導体装置の製造方法2019

    • Inventor(s)
      大森雅登、加地徹、須田淳、ボコウスキ ミハウ スタニスワフ
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学、トヨタ自動車株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-049963
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 窒化物半導体装置の製造方法2019

    • Inventor(s)
      大森雅登、加地徹、須田淳、ボコウスキ ミハウ スタニスワフ
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学、トヨタ自動車株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-049981
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2023-12-25  

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