| 研究課題/領域番号 |
18H01431
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
大村 一郎 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (10510670)
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| 研究分担者 |
渡邉 晃彦 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (80363406)
附田 正則 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 特任准教授 (00579154)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
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| キーワード | 超高耐圧パワー素子 / RESURF構造 / pip構造 / ダイヤモンド / 不純物活性化 / パワー半導体 / ワイドバンドギャップ / 終端構造 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ダイヤモンド材料に適した新しい耐圧構造（終端構造）とその設計方法を提案しデバイス試作した。シリコン、GaN,SiCなどの材料とデバイス構造に関する特性比較を行い、10kV以上の耐圧での優位性を理論的に確認した。また常温で不純物を活性化する新たな方法として、接合構造に低い電圧を印加する方法を検討した。安全面に配慮した試作環境を構築するために不純物ガス系はトリメチル系のガスに変更した。またP型、N型、真性半導体の三種類の半導体層を形成できるように別々の成膜装置を導入した。構築した上記環境での短結晶成膜によりデバイスを試作し電気評価を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ダイヤモンド材料による高耐圧デバイスの特性を他のパワー半導体材料と理論比較することで、その優位性を確認した。その際問題となる不純物の活性化について新しいアイデアを提案した。本研究で提案した評価用デバイス構造はダイヤモンド材料の基礎評価やデバイス性能の予測に活用できるものであり、ダイヤモンドパワー半導体実用化に大いに寄与すると考えられる。また試作デバイスは特徴ある電気特性を有しており、この原理を応用したデバイスの特許化を検討中である。
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