• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2021 Fiscal Year Research-status Report

Development of diamond power electronics

Research Project

Project/Area Number 18KK0383
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

徳田 規夫  金沢大学, ナノマテリアル研究所, 教授 (80462860)

Project Period (FY) 2019 – 2022
Keywords表面・界面物性 / ダイヤモンド
Outline of Annual Research Achievements

基課題研究の目的は、省エネ・低炭素社会の実現に期待されている次世代パワーデバイスに関して、大電力制御が可能であり、かつ最も高い省エネ効果が期待されているダイヤモンド半導体を用いた超低損失の縦型トレンチゲート構造MOSFET創製のための基盤要素技術を開発し、ダイヤモンドパワーエレクトロニクスの創成に資することである。本国際共同研究では、基課題研究により得られた成果である超低損失ダイヤモンドMOSFETの早期社会実装の加速を目的とする。具体的には、アリゾナ州立大学が有するデバイス開発装置群を用いて、材料基盤研究からデバイス応用研究へ発展させ、ダイヤモンドエレクトロニクスの創成を目指す。
当初の計画では、2022年8月からの約6か月間、アリゾナ州立大学で研究を行う予定であったが、新型コロナウイルスの影響で今年度も渡航できなかった。そのため、昨年度に引き続き、渡航予定先であるアリゾナ州立大学のNemanich教授とオンラインで議論を行い、本学においてダイヤモンド半導体試料の作製及び評価を行った。具体的には、マイクロ波プラズマCVD法を用いたホモエピタキシャル成長によりホウ素ドープp型ダイヤモンド膜の成長やオーミック接触形成のための高濃度ホウ素ドープダイヤモンドp+層の成長、n型窒素ドープダイヤモンド膜の成長、ダイヤモンド表面の終端構造制御、その表面上にALD法を用いたAl2O3の堆積、そして作製したダイヤモンドMOSキャパシタの電気的特性評価を行い、界面準位密度や固定電荷密度を見積もった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

研究実績の概要に示した通り新型コロナウイルスの影響で、今年度も渡航できておらず大幅に計画が変更になった。そのため、オンラインでの議論、及び次回渡航時に効率的な研究の遂行を可能にすることを目的に本学にて試料作製及び評価を行ったものの、今年度は当初計画よりも遅れている。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画だと2021年度が最終年度であったが、新型コロナウイルスの影響により、大幅に研究の進捗が遅れていることから研究期間を1年延長した。
2022年4月の時点の状況からすると、今年度は渡航できる可能性が高いため、残っている研究実施計画の遂行を目指す。場合によっては研究期間を更に延長する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2021

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Mechanical damage-free surface planarization of single-crystal diamond based on carbon solid solution into nickel2021

    • Author(s)
      Sakauchi Kazuto、Nagai Masatsugu、Tabakoya Taira、Nakamura Yuto、Yamasaki Satoshi、Nebel Christoph E.、Zhang Xufang、Matsumoto Tsubasa、Inokuma Takao、Tokuda Norio
    • Journal Title

      Diamond and Related Materials

      Volume: 116 Pages: 108390~108390

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2021.108390

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Inversion-type p-channel diamond MOSFET issues2021

    • Author(s)
      Zhang Xufang、Matsumoto Tsubasa、Yamasaki Satoshi、Nebel Christoph E.、Inokuma Takao、Tokuda Norio
    • Journal Title

      Journal of Materials Research

      Volume: 36 Pages: 4688~4702

    • DOI

      10.1557/s43578-021-00317-z

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Insight into temperature impact of Ta filaments on high-growth-rate diamond (100) films by hot-filament chemical vapor deposition2021

    • Author(s)
      Takamori Yue、Nagai Masatsugu、Tabakoya Taira、Nakamura Yuto、Yamasaki Satoshi、Nebel Christoph E.、Zhang Xufang、Matsumoto Tsubasa、Inokuma Takao、Tokuda Norio
    • Journal Title

      Diamond and Related Materials

      Volume: 118 Pages: 108515~108515

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2021.108515

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fabrication of inversion p-channel MOSFET with a nitrogen-doped diamond body2021

    • Author(s)
      Matsumoto Tsubasa、Yamakawa Tomoya、Kato Hiromitsu、Makino Toshiharu、Ogura Masahiko、Zhang Xufang、Inokuma Takao、Yamasaki Satoshi、Tokuda Norio
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 119 Pages: 242105~242105

    • DOI

      10.1063/5.0075964

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Advances in Diamond MOS Interface2021

    • Author(s)
      Norio Tokuda, Xufang Zhang, Tsubasa Matsumoto, Takao Inokuma, Hiromitsu Kato, Toshiharu Makino, Daisuke Takeuchi, Christoph E. Nebel, Satoshi Yamasaki
    • Organizer
      2021 International Workshop on DIELECTRIC THIN FILMS FOR FUTURE ELECTRON DEVICES
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Diamond Etching Based on Carbon Solid Solution into Nickel for Wafer and Device Fabrication Processes2021

    • Author(s)
      Norio Tokuda, Xufang Zhang, Tsubasa Matsumoto, Takao Inokuma, Christoph Nebel, Satoshi Yamasaki
    • Organizer
      2021 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ダイヤモンド半導体~ウェハ・プロセス・デバイス~2021

    • Author(s)
      德田規夫
    • Organizer
      電気学会「高機能化合物半導体エレクトロニクス技術と将来システムへの応用」調査専門委員会
    • Invited

URL: 

Published: 2022-12-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi