高速スイッチング電源用のInPパワーショットキ整流ダイオードの試作

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555105
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 呉 南健 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (00250481)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安永 均 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (40017330) ; 赤澤 正道 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30212400) ; 雨宮 好仁 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80250489)
• Keywords: ショットキ / ダイオード / InP / 高速 / スイッチング

Research Abstract

本研究は、高速スイッチング電源用のパワーショットキ整流ダイオードの最適構造を設計し、高速スイッチング電源用のInPパワーショットキ整流ダイオードの試作を行った。以下に本研究で得られた成果の概要を記す。
1) ショットキ整流ダイオードの整流効率と周波数限界のトレイドオフ関係を明らかにした。耐圧40Vを設計基準として、最高整流効率(90%以上)のダイオードの最適構造は次のとおりである。エピタキシャル層の厚さは0.2um、エピタキシャル層のキャリア濃度が3x10^<16>/cm^3、ショットキ障壁値約0.4eVである。ダイオードの整流可能最高周波数は約10MHzであることがわかった。
2) ショットキ整流ダイオードの直列抵抗を低減するために、ダイオード基板のオーミックコンタクト抵抗を最小することが不可欠である。350℃で5分間アーニング法を用いて低抵抗のAu-Ge-Ni合金系オーミックコンタクトを得た。
3) その場電気化学プロセスの最適化を行い、InPショットキダイオードを作製しその特性を評価した。界面での損傷発生及び酸化物形成を抑制して理想に近い(n=1)ショットキ接合を形成した。また、パワーショットキ整流ダイオードの最適設計に必要な広範囲のショットキバリア値を制御性よく実現できた。
4) InPショットキ高周波整流ダイオードに必要な基本特性(耐圧や接合容量値)を得た。以上によって、高速スイッチング電源用のInPパワーショットキ整流ダイオードの実用化に向けた設計と試作の基本データをつくった。

Research Products

• [Publications] Nan-Jian Wu et.al: "Cellulal-Automaton circuits using single electron Tunneling Tunctions" Jpn.J.Appl.Phys. 36. 2621-2627 (1997)
• [Publications] Nan-Jian Wu et.al: "Quantum cellular Automaton Device-using the image cliarge otleet" Jpn.J.Appl.Phys. 37. 2433-2438 (1998)
• [Publications] Nan-Jian Wu et.al: "Bultzman-machine neuron Devices using quantum coupled single electrons" Appl.Phys.Lett.72. 3214-3216 (1998)
• [Publications] Nan-Jian Wu et.al: "Method for determing weight codficient for quantum Bltzmam Machine Neuron cleuces" Jpn.J.Appl.Phys. 38. 439-442 (1999)