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ロバストエレクトロニクスを目指したSiC半導体の学理深化

研究課題

研究課題/領域番号 21H05003
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
審査区分 大区分C
研究機関京都大学

研究代表者

木本 恒暢  京都大学, 工学研究科, 教授 (80225078)

研究分担者 金子 光顕  京都大学, 工学研究科, 助教 (60842896)
田中 一  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (40853346)
研究期間 (年度) 2021-07-05 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
191,230千円 (直接経費: 147,100千円、間接経費: 44,130千円)
2025年度: 24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円)
2024年度: 29,250千円 (直接経費: 22,500千円、間接経費: 6,750千円)
2023年度: 33,670千円 (直接経費: 25,900千円、間接経費: 7,770千円)
2022年度: 42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
2021年度: 61,360千円 (直接経費: 47,200千円、間接経費: 14,160千円)
キーワード炭化珪素 / MOSFET / 絶縁破壊 / パワーデバイス / 高温動作デバイス / MOS界面
研究開始時の研究の概要

エレクトロニクス社会を支える半導体はケイ素(Si)を中心として発展してきたが、Si半導体技術は成熟して、今後の飛躍的な発展が困難になりつつある。炭化ケイ素(SiC)は、高い電界強度や高温に耐える優れた性質を有する新しい半導体であり、現行のSiの限界を桁違いに打破する高耐電圧・低損失トランジスタや、300℃以上の高温で安定に動作する集積回路を実現できる。本研究では、このようなSi限界を越えるSiC半導体デバイスの実現を目指して、SiC半導体における電子の挙動やSiCトランジスタの極限的な特性を実験および理論計算によって明らかにする。

研究実績の概要

本研究では、低損失パワーデバイスおよび高温動作集積回路の実現に向けてSiC半導体に関する学理革新と深化を目指しており、本年度に得られた主な成果は以下の通りである。
1) SiC MOS反転層内のキャリア散乱機構の解明に関しては、ボディ領域のアクセプタ密度を広範囲で変化させ、異なるプロセスでゲート酸化膜を形成した素子を作製してMOS-Hall効果測定とゲート容量-電圧特性の測定を実施した。この結果、可動電子と捕獲電子密度のゲート電圧依存性、温度依存性を明らかにし、SiC MOS特有の界面捕獲電子によるクーロン散乱の影響を定量的に明らかにした。
2) SiCのpチャネルMOSFETについては、(0001)面に加えてトレンチ側壁面となる(11-20)面、(1-100)面上にも素子を作製し、これらの側壁面上おいて高いチャネル移動度が得られることを見出した。特に(1-100)面上では28 cm2/VsというSiC pチャネルMOSFETとして従来の約2倍となる最高の移動度を達成した。また、SiC CMOS素子を試作し、250℃の高温動作を実証した。
3) SiCの高電界物性に関しては、独自のpn接合素子を作製して電子および正孔の衝突イオン化係数の異方性および温度依存性を初めて明らかにした。さらに、実験により見出した電子の衝突イオン化係数の特異性を、SiC特有の伝導帯構造を考慮したフルバンドのモンテカルロシミュレーションによって物理的解釈を与えた。
4) 様々なアクセプタ密度を有するSiCショットキー障壁ダイオードを作製し、実測特性を理論計算結果と比較検討した。アクセプタ密度が2E18cm-3以上では、実測した順方向・逆方向特性ともに有効質量の小さいスプリットオフバンドの正孔のトンネル電流により定量的に説明できることを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

全ての課題において、当初に計画した結果を得ており、一部の課題では予想を上回る成果が得られるなど、順調に進展している。以下に課題毎の達成状況を述べる。
1) 高品質SiC MOS界面の形成とnチャネルMOSFETの特性解析に関しては、提案する酸化抑制プロセスにより当該分野最高のチャネル移動度を達成した。また、体系的なMOS-Hall効果測定と理論解析を元に、SiC MOS特有の界面捕獲電子によるクーロン散乱を考慮することにより、室温における移動度を理論モデルにより精度よく再現することに初めて成功した。2) pチャネルSiC MOSFETに関しては、無極性面を用いることにより当該分野で最高のチャネル移動度を達成すると共に、正孔移動度の異方性を見出した。3) SiCの高電界電子物性に関しては、接合の絶縁破壊を決定する最重要物性である衝突イオン化係数の異方性と温度依存性を初めて決定し、その物理的解釈を与えた。SiCデバイスシミュレーションの重要なデータベースとなる。4) SiC接合の高電界特性に関しては、高濃度ドープショットキー障壁におけるトンネル電流の寄与を理論的に明らかにし、これを元に電極形成後の熱処理なしに最良の接触抵抗率を達成した。
いずれも実験研究と理論研究の融合によってワイドギャップ半導体のデバイス物理に明確な理解を与える成果である。これらの成果が国際的に認知され、本年度は国際会議の基調・招待講演も10件以上行うなど、当該分野を牽引する成果を挙げている。

今後の研究の推進方策

SiC nチャネルMOSFETの高性能化については予想を上回る移動度向上を達成したので、今後はMOSFET特性を予測する物理モデル構築に注力する。この研究課題は MOS-Hall効果測定による実験研究と、反転層内キャリアの電子状態と散乱過程を考慮した計算研究からなる。SiC MOS特有のクーロン散乱を記述する物理モデルを構築し、各ゲート電圧に対する自由キャリア密度、キャリア移動度、捕獲キャリア密度を求め、MOSFET特性を予測できるようにする。SiC pチャネルMOSFETに関しては、しきい値電圧の低減を進めると共に、プレーナ型CMOSを設計・作製し、高温動作を実証する。 SiCの高電界電子物性に関しては、高電界下における電子および正孔のドリフト速度の決定に取り組む。SiCでは従来の半導体に比べて約一桁高い電界まで測定する必要があり、測定素子の構造と計測手法に工夫が必要である。 SiC pn接合の高電界特性については概ね当初の目標を達成したので、ショットキー障壁の高電界特性に注力し、その知見を元にして、低い接触抵抗率を有するオーム性電極を形成する設計指針の提示を目指す。

評価記号
中間評価所見 (区分)

A+: 研究領域の設定目的に照らして、期待以上の進展が認められる

報告書

(7件)
  • 2023 研究概要(中間評価) ( PDF )   実績報告書   中間評価(所見) ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 研究概要(採択時) ( PDF )   審査結果の所見 ( PDF )   実績報告書
  • 研究成果

    (97件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (28件) (うち査読あり 28件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (59件) (うち国際学会 59件、 招待講演 26件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (7件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Insight Into Mobility Improvement by the Oxidation-Minimizing Process in SiC MOSFETs2024

    • 著者名/発表者名
      Mikami Kyota、Tachiki Keita、Kaneko Mitsuaki、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Electron Devices

      巻: 71 号: 1 ページ: 931-934

    • DOI

      10.1109/ted.2023.3333283

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin of hole mobility anisotropy in 4H-SiC2024

    • 著者名/発表者名
      R. Ishikawa, H. Tanaka, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 135 号: 7 ページ: 075704-075704

    • DOI

      10.1063/5.0186307

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study on high-field carrier transport and impact ionization coefficients in 4H-SiC2024

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Hajime, Kimoto Tsunenobu, Mori Nobuya
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 173 ページ: 108126-108126

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2024.108126

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunneling current through non-alloyed metal/heavily-doped SiC interfaces2024

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Hara, Takeaki Kitawaki, Hajime Tanaka, Mitsuaki Kaneko, and Tsunenobu Kimoto
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 171 ページ: 108023-108023

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2023.108023

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of the split-off band on the tunneling current at metal/heavily-doped p-type SiC Schottky interfaces2023

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Kitawaki, Masahiro Hara, Hajime Tanaka, Mitsuaki Kaneko, and Tsunenobu Kimoto
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 16 号: 3 ページ: 031005-031005

    • DOI

      10.35848/1882-0786/acc30d

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Hall electron mobility in the inversion layer of 4H-SiC (0001)/SiO<sub>2</sub> interfaces annealed in POCl<sub>3</sub>2023

    • 著者名/発表者名
      Ito Koji、Horita Masahiro、Suda Jun、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 16 号: 7 ページ: 071001-071001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ace150

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of the oxidation temperature on the density of single-photon sources formed at SiO2/SiC interface2023

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Mitsuaki、Takashima Hideaki、Shimazaki Konosuke、Takeuchi Shigeki、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      APL Materials

      巻: 11 号: 9 ページ: 091121-091121

    • DOI

      10.1063/5.0162610

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental and Theoretical Study on Anisotropic Electron Mobility in 4H-SiC2023

    • 著者名/発表者名
      R. Ishikawa, H. Tanaka, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 雑誌名

      physica status solidi (b)

      巻: 260 号: 10 ページ: 2300275-2300275

    • DOI

      10.1002/pssb.202300275

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Different temperature dependence of mobility in n- and p-channel 4H-SiC MOSFETs2023

    • 著者名/発表者名
      Chi Xilun、Tachiki Keita、Mikami Kyota、Kaneko Mitsuaki、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 号: 11 ページ: 110906-110906

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ad0799

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fundamentals, Commercialization, and Future Challenges of SiC Power Devices2023

    • 著者名/発表者名
      Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      Technical Digest of 2023 IEEE International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai

      巻: 23 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/imfedk60983.2023.10366348

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physical properties of sulfur double donors in 4H-SiC introduced by ion implantation2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Taiga、Kaneko Mitsuaki、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 号: 1 ページ: 010908-010908

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acb309

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced tunneling current and low contact resistivity at Mg contacts on heavily phosphorus-ion-implanted SiC2023

    • 著者名/発表者名
      Hara Masahiro、Kaneko Mitsuaki、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 16 号: 2 ページ: 021003-021003

    • DOI

      10.35848/1882-0786/acb98b

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical analysis of tunneling current in 4H-SiC Schottky barrier diodes under reverse-biased conditions based on the complex band structure2023

    • 著者名/発表者名
      Murakami Yutoku、Nagamizo Sachika、Tanaka Hajime、Mori Nobuya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 号: SC ページ: SC1042-SC1042

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acaed2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-voltage SiC power devices for improved energy efficiency2022

    • 著者名/発表者名
      KIMOTO Tsunenobu
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Academy. Ser. B: Physical and Biological Sciences

      巻: 98 号: 4 ページ: 161-189

    • DOI

      10.2183/pjab.98.011

    • ISSN
      0386-2208, 1349-2896
    • 年月日
      2022-04-11
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Critical electric field for transition of thermionic field emission/field emission transport in heavily doped SiC Schottky barrier diodes2022

    • 著者名/発表者名
      Hara Masahiro、Tanaka Hajime、Kaneko Mitsuaki、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 120 号: 17 ページ: 172103-172103

    • DOI

      10.1063/5.0088681

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carrier Trapping Effects on Forward Characteristics of SiC p-i-n Diodes Fabricated on High-Purity Semi-Insulating Substrates2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Katsuya、Tanaka Hajime、Kaneko Mitsuaki、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Electron Devices

      巻: 69 号: 4 ページ: 1989-1994

    • DOI

      10.1109/ted.2022.3154673

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation analysis of high-field carrier transport in wide-bandgap semiconductors considering tunable band structures and scattering processes2022

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, T. Kimoto, and N. Mori
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 131 号: 22 ページ: 225701-225701

    • DOI

      10.1063/5.0090308

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mobility enhancement in heavily doped 4H-SiC (0001), (11-20), and (1-100) MOSFETs via an oxidation-minimizing process2022

    • 著者名/発表者名
      Tachiki Keita、Mikami Kyota、Ito Koji、Kaneko Mitsuaki、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 15 号: 7 ページ: 071001-071001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac7197

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SiC Complementary Junction Field-Effect Transistor Logic Gate Operation at 623 K2022

    • 著者名/発表者名
      Kaneko M.、Nakajima M.、Jin Q.、Kimoto T.
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: 43 号: 7 ページ: 997-1000

    • DOI

      10.1109/led.2022.3179129

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective channel mobility in phosphorus-treated 4H-SiC (0001) metal-oxide-semiconductor field-effect transistors with various p-body doping concentrations2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Koji、Horita Masahiro、Suda Jun、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 号: 9 ページ: 098001-098001

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac87e4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mobility degradation under a high effective normal field in an inversion layer of 4H-SiC (0001) metal-oxide-semiconductor structures annealed in POCl32022

    • 著者名/発表者名
      Ito Koji、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 15 号: 12 ページ: 121006-121006

    • DOI

      10.35848/1882-0786/aca377

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Body doping dependence of field-effect mobility in both n- and p-channel 4H-SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistors with nitrided gate oxides2022

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, K. Tachiki, K. Ito, and T. Kimoto
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 15 号: 3 ページ: 036503-036503

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac516b

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Both n- and p-Channel Mobilities in 4H-SiC MOSFETs by High-Temperature N? Annealing2021

    • 著者名/発表者名
      Tachiki Keita、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Electron Devices

      巻: 68 号: 2 ページ: 638-644

    • DOI

      10.1109/ted.2020.3040207

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-Channel Effects in SiC MOSFETs Based on Analyses of Saturation Drain Current2021

    • 著者名/発表者名
      Tachiki Keita、Ono Takahisa、Kobayashi Takuma、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Electron Devices

      巻: 68 号: 3 ページ: 1382-1384

    • DOI

      10.1109/ted.2021.3053518

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mobility improvement of 4H-SiC (0001) MOSFETs by a three-step process of H2 etching, SiO2 deposition, and interface nitridation2021

    • 著者名/発表者名
      Tachiki Keita、Kaneko Mitsuaki、Kimoto Tsunenobu
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 14 号: 3 ページ: 031001-031001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/abdcd9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nearly Fermi-level-pinning-free interface in metal/heavily-doped SiC Schottky structures2021

    • 著者名/発表者名
      M. Hara, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 号: SB ページ: SBBD14-SBBD14

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abe3d8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron mobility along <0001> and <1-100> directions in 4H-SiC over a wide range of donor concentration and temperature2021

    • 著者名/発表者名
      R. Ishikawa, M. Hara, H. Tanaka, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 14 号: 6 ページ: 061005-061005

    • DOI

      10.35848/1882-0786/abfeb5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Depth profiles of electron traps generated during reactive ion etching in n-type 4H-SiC characterized by using isothermal capacitance transient spectroscopy2021

    • 著者名/発表者名
      K. Kanegae, T. Okuda, M. Horita, J. Suda, and T. Kimoto
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 130 号: 10 ページ: 105703-105703

    • DOI

      10.1063/5.0059588

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Anisotropic Electron and Hole Mobilities in 4H-SiC Bulk Crystals2023

    • 著者名/発表者名
      R. Ishikawa, H. Tanaka, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      65th Electronic Materials Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Different temperature dependence of mobility in n- and p-channel 4H-SiC MOSFETs2023

    • 著者名/発表者名
      X. Chi, K. Tachiki, K. Mikami, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Mini-Conference on Next Generation Materials for Ultra Performance Microwave and Power Switching Applications
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamental study on SiC p-channel MOSFETs2023

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Mini-Conference on Next Generation Materials for Ultra Performance Microwave and Power Switching Applications
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Innovation and Physics of SiC Power Devices for Higher Energy Efficiency2023

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto
    • 学会等名
      2023 Asia-Pacific Workshop on Advanced Semiconductor Devices
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Impacts of Band Structures and Scattering Processes on High-field Carrier Transport in Wide Bandgap Semiconductors2023

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, T. Kimoto, and N. Mori
    • 学会等名
      Int. Workshop on Computational Nanotechnology 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physics and Innovation in SiC Power Devices2023

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto
    • 学会等名
      2023 Ampere Workshop on SiC Power Devices
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Progress of SiC MOSFETs and JFETs beyond Power Applications2023

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto, K. Tachiki, K. Mikami, and M. Kaneko
    • 学会等名
      IME Workshop on Wide Bandgap Semiconductors 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-Field Phenomena in SiC Material and Devices2023

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto, H. Niwa, X. Chi, M. Hara, R. Ishikawa, H. Tanaka, and M. Kaneko
    • 学会等名
      Symposium on Silicon Carbide as Quantum-Classical Platform 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fundamentals of SiC Complementary MOSFETs and JFETs for Advanced IC Applications2023

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto and M. Kaneko
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Different temperature dependence of mobility in n- and p-channel 4H-SiC MOSFETs2023

    • 著者名/発表者名
      X. Chi, K. Tachiki, K. Mikami, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Density control of single-photon sources formed at a SiO2/SiC interface2023

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneko, H. Takashima, S. Takeuchi, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-mobility SiC p-channel MOSFETs on nonpolar faces2023

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Carrier compensating center density in n-type layers formed by ion implantation into high-purity semi-insulating 4H-SiC substrates2023

    • 著者名/発表者名
      Q. Jin, C. Koo, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Over 600℃ operation of a bottom-gate p-JFET with double-well structure fabricated by ion implantation on an n-type SiC epilayer2023

    • 著者名/発表者名
      S. Shibata, T. Matsuoka, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of electron drift mobility along the c-axis in 4H-SiC by using vertical Schottky barrier diodes2023

    • 著者名/発表者名
      R. Ishikawa, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Sulfur-doped n-JFET for a reduced logic threshold voltage shift in a SiC CJFET inverter2023

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneko, T. Matsuoka, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Carrier transport and barrier height of S+-implanted SiC Schottky barrier diodes2023

    • 著者名/発表者名
      M. Takayasu, T. Matsuoka, M. Hara, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction of contact resistivity at non-alloyed SiC ohmic contacts based on understanding of tunneling phenomena2023

    • 著者名/発表者名
      M. Hara, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of non-alloyed ohmic contacts on heavily Al+-implanted p-type SiC2023

    • 著者名/発表者名
      K. Kuwahara, T. Kitawaki, M. Hara, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Minimum Channel Length for Suppressing Short-Channel Effects in SiC JFETs2023

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneko, N. Maeda, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Depth profiles of deep levels in the whole band gap generated by reactive ion etching near the surface of 4H-SiC2023

    • 著者名/発表者名
      S. Kozakai, H. Fujii, M. Kaneko and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SiC n-channel MOSFETs fabricated on a high-purity semi-insulating substrate2023

    • 著者名/発表者名
      S. Toshimitsu, K. Mikami, K. Tachiki, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physics and Performance Improvement of SiC MOSFETs2023

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto, K. Tachiki, K. Mikami, X. Chi, and M. Kaneko
    • 学会等名
      2023 Int. Workshop on Dielectric Thin Films for Future Electron Devices: Science and Technology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SiC Semiconductor for Sustainable Development2023

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. Advanced Electromaterials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Crystal Growth and Performance Improvement of SiC MOSFETs2023

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto
    • 学会等名
      3rd Nucleation and Growth Research Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 350℃ operation of SiC complementary JFET logic gates2023

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneko, M. Nakajima, Q. Jin, N. Maeda, and T. Kimoto
    • 学会等名
      12th IEEE CPMT Symposium Japan
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fundamentals, Commercialization, and Future Challenges of SiC Power Devices2023

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto
    • 学会等名
      IEEE 2023 Int. Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Defect Electronics in SiC Power Semiconductor2022

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto
    • 学会等名
      2022 Semiconductor Physics Workshop in Erlangen
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physical Understanding and Prevention of Bipolar Degradation in SiC Power Devices2022

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto, A. Iijima, and M. Kaneko
    • 学会等名
      241st Electrochemical Society Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High Mobility in SiC MOSFETs with Heavily-Doped p-Bodies2022

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto, K. Tachiki, K. Ito, K. Mikami, M. Kaneko, M. Horita, and J. Suda
    • 学会等名
      14th Topical Workshop on Heterostructure Microelectronics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-quality MOS interface on 4H-SiC (11-20) formed by the oxidation-minimizing process2022

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, K. Tachiki, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Contribution of a split-off band to tunneling current in heavily-doped p-type SiC Schottky barrier diodes2022

    • 著者名/発表者名
      T. Kitawaki, M. Hara, H. Tanaka, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High temperature operation of SiC complementary JFET logic gates fully fabricated by ion implantation2022

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneko, M. Nakajima, Q. Jin, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of electrons trapped at the interface states on Hall electron mobility in SiC/SiO2 inversion layers2022

    • 著者名/発表者名
      K. Ito, M. Horita, J. Suda, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhanced tunneling current at Schottky contacts formed on heavily P+-implanted SiC2022

    • 著者名/発表者名
      M. Hara, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Depth profile analyses of deep levels near 4H-SiC p+-n junctions formed by Al ion implantation2022

    • 著者名/発表者名
      H. Fujii, K. Kanegae, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anomalously high electron mobility in S-implanted n-type SiC2022

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuoka, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Remarkable improvement of threshold voltage controllability in ion-implantation-based SiC JFETs by adopting bottom-gate structure2022

    • 著者名/発表者名
      S. Shibata, T. Matsuoka, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anisotropy of hole mobility in 4H-SiC over wide ranges of acceptor concentration and temperature2022

    • 著者名/発表者名
      R. Ishikawa, H. Tanaka, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Int. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Progress and Future Challenges in SiC Power Semiconductor2022

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto
    • 学会等名
      ETH Power Electronics Colloquium 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-Temperature Operation of SiC JFET-Based Complementary Circuits2022

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneko, M. Nakajima, Q. Jin, and T. Kimoto
    • 学会等名
      2022 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Progress and Future Challenges of SiC Power Devices2022

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto
    • 学会等名
      IME Workshop on SiC Power Devices 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Progress and Future Challenges in SiC MOSFETs2022

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto, K. Tachiki, K. Ito, K. Mikami, and M. Kaneko
    • 学会等名
      10th Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Monte Carlo Simulation of Electron Transport in SiC MOS Inversion Layers Considering Capture and Emission by Interface States2022

    • 著者名/発表者名
      F. Tanaka, H. Tanaka, and N. Mori
    • 学会等名
      IEEE 2022 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Analysis of Tunneling Current in 4H-SiC Schottky Barrier Diodes Under Reverse-biased Condition Based on Complex Band Structure2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Murakami, S. Nagamizo, H. Tanaka, and N. Mori
    • 学会等名
      2022 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Analysis of Tunneling Effect in 4H-SiC Schottky Barrier Diodes Based on Complex Band Structure2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Murakami, S. Nagamizo, H. Tanaka, and N. Mori
    • 学会等名
      Int. Workshop on Innovative Nanoscale Devices and Systems 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Improvement and Reliability Physics in SiC MOSFETs2022

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto, K. Tachiki, A. Iijima, and M. Kaneko
    • 学会等名
      IEEE Int. Reliability Phys. Symposium 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Progress and Future Challenges of SiC Power MOSFETs2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto, T. Kobayashi, K. Tachiki, K. Ito, and M. Kaneko
    • 学会等名
      5th IEEE Electron Devices Technology and Manufacturing Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The FinFET Effect in Silicon Carbide MOSFETs2021

    • 著者名/発表者名
      F. Udrea, K. Naydenov, H. Kang, T. Kato, E. Kagoshima, T. Nishiwaki, H. Fujiwara, and T. Kimoto
    • 学会等名
      IEEE 33rd Int. Symp. on Power Semiconductor Devices & ICs 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction of C-related Defects near SiO2/SiC Interface2021

    • 著者名/発表者名
      K. Tachiki and T. Kimoto
    • 学会等名
      Mini-Conference on Materials, Processing and Fabrication of Advanced Wide Bandgap Power Devices
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling of SiC MOSFET Characteristics2021

    • 著者名/発表者名
      K. Ito and T. Kimoto
    • 学会等名
      Mini-Conference on Materials, Processing and Fabrication of Advanced Wide Bandgap Power Devices
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction of interface state density in the SiC MOS structures by a non-oxidation process2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto, K. Tachiki, T. Kobayashi, and Y. Matsushita
    • 学会等名
      2021 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Channel mobility of NO- and N2-annealed 4H-SiC(0001) p-channel MOSFETs with various donor concentrations of n-body2021

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, K. Ito, K. Tachiki, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Europ. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2020-2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Universal Mobility in SiC MOSFETs with Very Low Interface State Density2021

    • 著者名/発表者名
      K. Ito, M. Horita, J. Suda, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Europ. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2020-2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mobility improvement in 4H-SiC MOSFETs by H2 etching before SiO2 deposition and interface nitridation2021

    • 著者名/発表者名
      K. Tachiki, K. Ito, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Europ. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2020-2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ideal Thermionic Field Emission and Field Emission Transport through Metal/Heavily-Doped SiC Schottky Barriers2021

    • 著者名/発表者名
      M. Hara, H. Tanaka, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Europ. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2020-2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anisotropy of electron mobility in 4H-SiC over wide ranges of donor concentration and temperature2021

    • 著者名/発表者名
      R. Ishikawa, M. Hara, H. Tanaka, M. Kaneko, and T. Kimoto
    • 学会等名
      Europ. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2020-2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Horizon of SiC Technology Driven by Deeper Understanding of Physics2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto, M. Kaneko, T. Kobayashi, H. Tanaka, K. Tachiki, A. Iijima, S. Yamashita, X. Chi, Y. Zhao, D. Stefanakis, and Y. Matsushita
    • 学会等名
      Europ. Conf. on Silicon Carbide and Related Materials 2020-2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physics and Innovative Technologies in SiC Power Devices2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kimoto, M. Kaneko, K. Tachiki, K. Ito, R. Ishikawa, X. Chi, D. Stefanakis, T. Kobayashi, and H. Tanaka
    • 学会等名
      67th IEEE Int. Electron Devices Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 次世代パワー半導体の開発・評価と実用化 第一章2022

    • 著者名/発表者名
      小林拓真、木本恒暢
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437671
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 酸化排除による高品質SiC MOS界面の形成(次世代パワー半導体の開発・評価と実用化)2022

    • 著者名/発表者名
      小林拓真, 木本恒暢
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437671
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 界面の高品質化と平坦性向上によりSiC半導体の性能を6~80倍向上

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-10-27

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] SiC pチャネルMOSFET及びSiC相補型MOSデバイス2024

    • 発明者名
      木本恒暢、三上杏太
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] SiC半導体素子の製造方法及びSiC MOSFET2023

    • 発明者名
      木本恒暢、立木馨大
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] SiC pチャネルMOSFET及びSiC相補型MOSデバイス2023

    • 発明者名
      木本恒暢、三上杏太
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] SiC相補型電界効果トランジスタ2022

    • 発明者名
      金子光顕、木本恒暢
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] SiC接合型電界効果トランジスタ及びSiC相補型接合型電界効果トランジスタ2022

    • 発明者名
      金子光顕、松岡大雅、木本恒暢
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] SiC半導体素子の製造方法及びSiC半導体素子2021

    • 発明者名
      木本恒暢、小林拓真、立木馨大
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 取得年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] SiC半導体素子の製造方法及びSiC MOSFET2021

    • 発明者名
      木本恒暢、立木馨大
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-07-08   更新日: 2025-04-17  

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