| 研究課題/領域番号 |
18H03779
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
木本 恒暢 京都大学, 工学研究科, 教授 (80225078)
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| 研究分担者 |
西 佑介 京都大学, 工学研究科, 助教 (10512759)
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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 |
44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円)
2020年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2019年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2018年度: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
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| キーワード | 炭化珪素 / 半絶縁性基板 / イオン注入 / 電界効果トランジスタ / 耐環境素子 / 深い準位 / 相補型素子 / 結晶欠陥 |
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| 研究成果の概要 |
高温動作可能な集積回路を目指して、SiC半導体を用いた相補型素子に関する基礎研究を実施した。まず、半絶縁性SiCの高温における電子物性とフェルミ準位を決定した。次に、SiC結晶に存在する貫通転位は、室温～500℃の範囲でpn接合の特性に影響を与えないことを明らかにした。半絶縁性SiC基板へのイオン注入によって横型サイドゲート接合型電界効果トランジスタ(JFET)を作製し、n、pチャネルJFETともに良好なノーマリオフ特性を達成した。このn-、p-JFETを組み合わせることで、相補型SiC JFET (CJFET)インバータを世界で初めて作製し、室温～300℃において良好な動作を実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Si集積回路の進展は著しく、エレクトロニクス社会の根幹を支えるハードウェアとなっているが、Siの物性限界により、250℃以上の高温や放射線下で安定に動作する集積回路を作製することは困難である。高温動作に関しては、エンジン、ボイラー等の燃焼炉制御、資源（石油など）採掘など、放射線環境動作に関しては、原子炉モニター、宇宙探査などの応用があり、根強いニーズがある。本研究を通じて、SiC半導体の高温電子物性を明らかにでき、さらに低消費電力の相補型トランジスタ(CJFET)の室温～300℃動作を実証した。本研究により、SiC CJFETを用いた耐環境動作集積回路の基盤を築くことができた。
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