| 研究課題/領域番号 |
21K14203
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 一般財団法人電力中央研究所 |
|---|
研究代表者 |
浅田 聡志 一般財団法人電力中央研究所, エネルギートランスフォーメーション研究本部, 主任研究員 (70870509)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
|
|---|
| キーワード | 炭化ケイ素 (SiC) / バイポーラトランジスタ / 少数キャリア移動度 / 真性キャリア密度 / バンドギャップ / SiC / バイポーラトランジスタ (BJT) / バイポーラ動作 / キャリア移動度 / 高注入状態 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
少数キャリア移動度は、バイポーラ型半導体デバイスの電気特性を決める重要な材料物性であるが、未だ導出方法が確立されておらず、SiCにおいても明らかでない。本研究では、SiCバイポーラデバイスの電気特性の厳密モデル構築にむけて、バイポーラトランジスタ(BJT)を用いた独自の評価手法を提案し、少数キャリア移動度の決定を目指す。デバイスシミュレータを用いて物性導出に適したBJTを設計・作製し、少数キャリア移動度の温度・多数キャリア密度依存性を系統的に得る。また、電子・正孔の両キャリアが高密度で存在する高注入状態におけるキャリア移動度も、BJTの増幅率を用いた独自の解析手法により決定する。
|
| 研究成果の概要 |
半導体素子であるバイポーラトランジスタの電気特性から、材料物性値(真性キャリア密度・バンドギャップ)を導出する新手法を考案した。炭化ケイ素(SiC)に対して本手法を適用することで、SiCの上記の物性値の導出に成功した。従来手法により得られる値と新手法により導出した値とを比較することで本手法の妥当性を確認した。また、導出過程にもとづいてSiCの物性値の見積り誤差を明示することで、本手法により求まる物性値の誤差範囲を明らかにした。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
半導体材料の物性値を明らかにすることは、学術的に重要であるのみならず、半導体デバイスの高精度な電気・光学特性シミュレーションや、それにもとづくデバイス設計・性能向上に必須である。昨今では、脱炭素の実現にむけてSiCパワーデバイスの性能向上が強く求められており、本研究で得られた知見はその社会的要請に資する。また、本研究で確立した手法は他材料にも適用可能な普遍的な手法となる。以上のように本研究の成果は学術・産業応用の両方に寄与する。
|
