光でゲート制御するGaN縦型パワーデバイスの開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K04281
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
• 研究機関: 大分大学 (2019-2020); 名古屋大学 (2018)
• 研究代表者: 大森 雅登 大分大学, 理工学部, 准教授 (70454444)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: パワーデバイス / 窒化ガリウム / 光ゲート / フォトトランジスタ

研究成果の概要

本研究ではGaN自立基板を用いて縦型npnフォトトランジスタ素子を作製し，光ゲート制御パワーデバイスとしての動作実証を行った。波長325nmのHe-Cdレーザーを素子に照射することで，６桁程度の高いエミッタ・コレクタ間電流のON/OFF比を得られた。また，耐電圧1kV設計の素子において，オン抵抗は22mΩcm2であった。入射光強度により非線形に電流が増加する拡散電流の効果を確認し，種々の特性評価からさらなる低オン抵抗化のための素子設計の指針を得た。

自由記述の分野

半導体デバイス

研究成果の学術的意義や社会的意義

脱炭素社会の実現のためには電力利用の高効率化が必要不可欠である。本研究では電力消費の１割を節約できると期待される窒化ガリウムを用いたパワーデバイスの実現を目指す研究を行った。本研究の成果はこのような省エネ用パワーデバイスの発展と普及を加速させることができ，社会的な意義は大きい。また，従来の構造とは異なる全く新しいパワーデバイスを提案し動作実証と特性解明を行った成果は学術的に大きな意義を持つ。