| 研究課題/領域番号 |
23K03966
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
劉 江偉 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, 主幹研究員 (30732119)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 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)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | ダイヤモンド / MOSFET |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Our research focuses on advancing the development of diamond-based electronic devices for high-voltage, high-temperature, and harsh-environment applications. The applicant will try to resolve the low output current problem in boron-doped diamond metal-oxide-semiconductor field-effect transistors.
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| 研究実績の概要 |
ダイヤモンドは、高い耐電界、高いキャリア移動度、高い熱伝導率を持つ、高出力、高周波、高温の電子デバイスの応用が研究されている。今年度で、高性能ホウ素ドープダイヤモンド金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）は、製造プロセスとデバイス構造の改善により、室温で動作するMOSFETのドレイン電流の最大値は-1.2 mA/mmであり、300℃での値は-10.9 mA/mmです。いずれも10^9を超えるオン/オフ比を示し、その外部的トランスコンダクタンスの最大値は、それぞれ29.0 μS/mmおよび215.7 μS/mmです。これらの特性は、以前の研究で報告された値を上回っている。
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| 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
本研究では、高電圧、高温、過酷な環境での応用に向けたダイヤモンドベースの電子デバイスの開発を進めることで、ホウ素ドープダイヤモンド金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）における低出力電流の問題を解決することです。本年度では、ホウ素ドープダイヤモンドのMOSFETの製造プロセスとデバイス構造の改善して、MOSFETのドレイン電流の最大値と外部的トランスコンダクタンスの最大値は、以前の研究で報告された値を上回っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
ホウ素ドープダイヤモンドMOSFETの電気特性をさらに向上させるために、今後の研究の
推進方策は以下になります。
（１）ホウ素イオン注入でMOSFETのオーム接触の改善: ホウ素イオン注入を利用してオーム接触を向上させる。この技術により接触抵抗が低減し、MOSFETの電気特性が向上する。
（２）電子アクセプタ層を形成してダイヤモンドホール濃度の増加: ホウ素ドープダイヤモンドチャネル層に亜鉛ドープまたは窒化物ドープのAl2O3アクセプタ層を導入し、ホール濃度を増加させる。低出力電流の問題を解決し、高電圧、高温、過酷な環境での応用におけるダイヤモンドベースの電子デバイスの進歩に貢献する。
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