| 研究課題/領域番号 |
21H01314
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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 |
松本 聡 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (10577282)
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| 研究分担者 |
小金丸 正明 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20416506)
新海 聡子 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (90374785)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 3D パワーIC / 3DIC / ヘテロジニアスインテグレーション / GaNパワーデバイス / パワーIC / 3次元パワーIC / GaN / ３次元集積回路 / ３次元IC / ヘテロジニアスインテフレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
低炭素社会実現に向けて石油を燃やすエネルギーから電気エネルギーへの転換が進んでおり、電気エネルギーの有効利用技術が注目を集めている。本研究では、これに対して有望な１つの技術であるモーターなどに用いられるインバータを駆動・制御するための制御ICを実現する一環として、低損失なGaNパワーデバイスとSi-CMOSで製作した駆動・制御回路を１チップに集積するための基板を実現する。
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| 研究成果の概要 |
GaNパワーデバイスとSi-CMOSのヘテロジニアスインテグレーション実現に向け、GaN/Si(111)基板とSi(100 )基板（Si-CMOSを搭載することを想定）の接合技術とSi(111)基板とBuffer層の除去技術及びThrough Semiconductor VIAの形成技術を確立した。また作成した基板を用いてGaN/AlGaNヘテロ接合界面のひずみ・応力場を、(1)ラマン分光法、(2)有限要素法熱応力解析、および(3)TEM画像へのサンプリングモアレ法の適用により評価した。評価結果から、GaN/AlGaN界面のGaN側に8.4 GPaの圧縮応力が生じていることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
GaNパワーデバイスとSi-CMOSをヘテロジニアスインテグレーションする技術を実現するとともに、実現した基板の応力を解析することにより３次元パワーIC実現に向けての基盤技術を確立した。提案した技術を採用することにより、高効率で小型の電源が実現でき、カーボンニュートラル2050に貢献できる。
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