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炭化ケイ素MOSFETにおけるイオン誘起微小電荷の二次元的収集過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K05111
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

牧野 高紘  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主任研究員(定常) (80549668)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードSiC / シングルイベント / パワーデバイス / MOSFET
研究成果の概要

炭化ケイ素(SiC)製-金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)にイオンが入射することで誘起される破壊現象解明のため、SiC-MOSFET内に入射するイオンが誘起する電荷の挙動解明を目的とした。イオン誘起電荷量のデバイス構造依存性の観測結果の解析を行い、デバイス破壊に支配的なパラメータの推定を行った。その結果より、イオンのLET(Linear Energy Transfer)と、デバイス構造が支配的であると考えられる結果が得られた。破壊されたデバイスの破壊痕の断面観察を行い、それらもデバイス構造に依存していることを確認し、今後の研究指針を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

イオン誘起電荷量のデバイス構造依存性の観測結果の解析を行い、デバイス破壊に支配的なパラメータの推定を行うことで、イオンのLET(Linear Energy Transfer)と、デバイス構造が支配的であると考えられる結果が得られた。破壊されたデバイスの破壊痕の断面観察を行い、それらもデバイス構造に依存していることを確認し、今後の研究指針を得た。本研究結果は、半導体デバイスのイオン耐性向上に寄与する結果であり、最先端・高効率半導体デバイスの宇宙応用を大きく推進するものである。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 量産SiC-MOSFETにおける超高エネルギーイオン誘起破壊耐性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      牧野 高紘
    • 学会等名
      先進パワー半導体分科会 第6回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Gate Structure Dependence of Charge Collection and Single Event Burnout Tolerance for SiC MOSFETs2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Makino, Shuhei Takano, Shinsuke Harada, Yasuto Hijikata, and Takeshi Ohshima
    • 学会等名
      IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SiCパワーMOSFETにおける重イオン誘起電荷収集のデバイス構造依存性2017

    • 著者名/発表者名
      高野修平、牧野 高紘、原田 信介、児島 一聡、土方 泰斗、大島 武
    • 学会等名
      第78回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] トレンチゲート型SiC-MOSFETにおける放射線誘起破壊現象の物理過程探索と耐性評価2017

    • 著者名/発表者名
      高野 修平, 牧野 高紘, 原田 信介, 土方 泰斗, 大島 武
    • 学会等名
      先進パワー半導体分科会 第4回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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