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2019 年度 研究成果報告書

高効率素子に向けたワイドギャップ半導体/ダイヤモンド直接接合及び界面相構造の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 18K19034
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分30:応用物理工学およびその関連分野
研究機関大阪市立大学

研究代表者

重川 直輝  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (60583698)

研究分担者 嘉数 誠  佐賀大学, 理工学部, 教授 (50393731)
梁 剣波  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80757013)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワードダイヤモンド / ワイドギャップ半導体 / 直接接合 / 熱処理効果
研究成果の概要

(1)Si基板に接合されたダイヤモンド上にFET用のダイヤモンド層を成長し、FET作製、動作実証を行った。界面が実用レベルの耐熱性を持つことを実証した。熱処理によって界面に混晶層が形成されることを示した。混晶層の形成が高耐熱性の起源と考えられる。(2)ダイヤモンド/GaN直接接合を実現し接合が600℃の耐熱性を有することを実証した。熱処理前後の界面の断面TEM観察を行い、熱処理により中間層の薄層化が起こることを示した。(3)ダイヤモンド/Al接合、ダイヤモンド/Cu接合を実現し、金属の融点付近までの耐熱性を実証した。

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

接合直後のダイヤモンドと異種材料(GaN、金属)の直接接合界面が準安定状態にあることを示すとともに、ダイヤモンド/Si界面において、界面の耐熱性の起源を示唆する結果を得た。ダイヤモンド/GaN界面がGaN素子作製プロセスに必要な耐熱性を有することを示し、従来技術を凌ぐ高熱伝導率GaN素子を実現可能であることを明らかにした。

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公開日: 2021-02-19  

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