| Project/Area Number |
21H01314
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小金丸 正明 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20416506)
新海 聡子 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (90374785)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
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| Keywords | 3D パワーIC / 3DIC / ヘテロジニアスインテグレーション / GaNパワーデバイス / パワーIC / 3次元パワーIC / GaN / ３次元集積回路 / ３次元IC / ヘテロジニアスインテフレーション |
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| Outline of Research at the Start |
低炭素社会実現に向けて石油を燃やすエネルギーから電気エネルギーへの転換が進んでおり、電気エネルギーの有効利用技術が注目を集めている。本研究では、これに対して有望な１つの技術であるモーターなどに用いられるインバータを駆動・制御するための制御ICを実現する一環として、低損失なGaNパワーデバイスとSi-CMOSで製作した駆動・制御回路を１チップに集積するための基板を実現する。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have developed the wafer bonding technology of GaN/Si(111) substrate and Si(100) substrate (assuming Si-CMOS is mounted), the removal technology of Si(111) substrate and Buffer layer to realize heterogeneous integration of GaN power devices and Si-CMOS, . We have also developed the technology for making a Through Semiconductor VIA. The strain and stress fields at the GaN/AlGaN heterojunction interface were evaluated by (1) Raman spectroscopy, (2) finite element thermal stress analysis, and (3) application of the sampling Moire method to TEM images. From the evaluation results, it was found that a compressive stress of 8.4 GPa was generated on the GaN side of the GaN/AlGaN interface.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
GaNパワーデバイスとSi-CMOSをヘテロジニアスインテグレーションする技術を実現するとともに、実現した基板の応力を解析することにより３次元パワーIC実現に向けての基盤技術を確立した。提案した技術を採用することにより、高効率で小型の電源が実現でき、カーボンニュートラル2050に貢献できる。
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