| 研究課題/領域番号 |
19H02166
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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21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
奥村 宏典 筑波大学, 数理物質系, 助教 (80756750)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | AlN / パワーデバイス / イオン注入 / MOSFET / 高温デバイス / SBD / 不純物拡散 / 表面処理 / 窒化物半導体 / Siドーピング / MESFET / 高温熱処理 / 接触抵抗 / 熱酸化 / トランジスタ / MOS構造 / 点欠陥評価 / オーミック電極 / 高温アニール / デバイスプロセス / エッチング / 高耐圧素子 / 縦型デバイス / 金属/半導体界面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
省エネ化に向けて、低損失かつ高出力素子実現の社会的要請が高まっている。最近、申請者は、窒化アルミニウム(AlN)を用いたトランジスタの世界初動作に成功した。AlNは絶縁破壊電界が最も大きい半導体であり、AlNを用いた高耐圧素子作製は、半導体素子の性能限界への探求に繋がる。しかし、現在のAlN素子は、高い接触抵抗と不十分なSchottky障壁高さにより、AlN本来の性能が発揮できていない。本研究では、つくばエリアの共用設備環境を最大限に活用して、『超高耐圧素子実現に向けたAlN素子作製の技術基盤を構築する』。独自の手法として、超高温下でも分解しないAlNの性質に着目した接触抵抗低減法を提案する。
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| 研究成果の概要 |
省エネ化に向けて、低損失かつ高出力素子実現の社会的要請が高まっている。我々は、2019年に窒化アルミニウム(AlN)を用いたトランジスタの世界初動作に成功した。AlNは絶縁破壊電界強度が最も大きい半導体であり、AlNを用いた高耐圧素子作製は、半導体素子の性能限界への探求に繋がる。しかし、現在のAlN素子は、高い接触抵抗と不十分なSchottky障壁高さにより、AlN本来の性能が発揮できていない。本研究では、つくばエリアの共用設備環境を最大限活用して、超高耐圧素子実現に向けたAlN素子作製の技術基盤を構築する。独自手法として、超高温下でも分解しないAlNの性質に着目した接触抵抗低減法を提案する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
AlNは、現在、素子動作可能な半導体中で、絶縁破壊電界強度とバンドギャップが最も大きい材料である。絶縁体に分類される時さえあるAlNを用いて高性能素子を作製することは、半導体材料の限界に挑戦する研究であり、学術的に意義深い。
AlN素子作製の技術基盤を構築することは、新規高耐圧素子用材料の分野開拓および普及に繋がる。AlNの物性を最大限生かした超高耐圧・高温素子動作に成功すれば、既に実用化されているSiCやGaNよりも優れた耐圧とオン損失を有する素子の実現が期待できる。回路の究極的な小型化と低消費電力化に繋がり、地球の温暖化抑制に貢献できることから、社会的にも意義深い。
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