2015 Fiscal Year Annual Research Report
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15F15725
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
山崎 聡 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクス研究センター, 招聘研究員 (80358241)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
TRAORE ABOULAYE 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクス研究センター, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2015-07-29 – 2017-03-31
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| Keywords | ダイヤモンド / パワーデバイス / デバイス構造シミュレーション / 電界緩和構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
パワーデバイスの設計を行う際には、デバイス内部における電界分布の制御が必要である。ダイヤモンドを使うメリットは高電圧がかけられることであり、この意味でも、デバイス内部における電界分布のシミュレーションが重要である。
ダイオードの計算機シミュレーションと素子測定の結果の解析の過程で、電界集中作用が、当初予定していたデバイス中央部ではなくエッジ部分で想定の5倍強くなるという欠陥を得た。計算では、ダイヤモンドPINダイオード（P層、10ミクロン厚、ドーピング濃度2ｘ1020cm-3、I層、3ミクロン厚、不純物として3ｘ1015cm-3、N層、1ミクロン厚、ドーピング濃度1020cm-3）を用いた。
TCADを用いた結果では、I層とN層の界面の端において、非常に大きな電界が生じていることがわかった。この電界強度は局所的であり、この電界をいかに下げることができるかが、デバイス設計を行う際のカギとなる。高電界強度を含む界面の座標を横軸にし、それぞれの座標における電界強度を縦軸に示すと、全体の電圧としては、1.2ｋVをかけており、I層膜厚の3ミクロンメートルで割り算すると4MV/cmとなる。しかしながら、デバイス端ではおよそ20MV/cmの非常に高い電界強度であることが分かった。
電界を緩和するためには、特殊な構造をもつ電界緩和構造、ダイヤモンドのデバイス加工プロセスの特殊性を考慮し、ドーピング濃度の異なる層の製膜とエッチングプロセスを用いる電界緩和構造が必要であることが分かった。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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[Presentation] Reverse-Recovery of Diamond pin Diode2016
Author(s)
A. Traore, A. Nakajima, T. Makino, D. Kuwabara, H. Kato, M. Ogura, D. Takeuchi, S. Yamasaki
Organizer
13th International Seminar on Power Semiconductors (ISPS)
Place of Presentation
Praha、Czech republic
Year and Date
2016-08-31
Int'l Joint Research / Invited
