厳環境動作SiCハイブリッド集積回路の開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K23515
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0302:電気電子工学およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 金子 光顕 京都大学, 工学研究科, 助教 (60842896)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2021-03-31
• キーワード: 炭化ケイ素 / 電界効果トランジスタ / 論理回路

研究成果の概要

本研究では高温・高圧・高放射線環境下などの厳環境で動作する集積回路の開発に向け、ワイドギャップ半導体である炭化ケイ素（SiC）による接合型電界効果トランジスタで構成された相補型回路の特性予測、高性能化に向けた横型パワーデバイスの同時作製を目指した。既存のシリコン集積回路とは異なる設計指針を提示し、広い温度範囲で安定した動作が可能であることを示した。相補型回路を構成するトランジスタと横型パワーデバイスの同時作製を行い、良好なトランジスタ特性、600V以上の耐圧を有するパワーデバイスの作製に成功した。

自由記述の分野

電子デバイス

研究成果の学術的意義や社会的意義

300℃以上の高温環境で動作可能な集積回路はエンジン燃焼室の燃費向上や表面温度が高い惑星（金星など）の探索など幅広い応用が期待されている。本研究で示した広い動作温度を考慮した回路動作予測・設計指針により、実応用を見据えた研究開発の進展に貢献できる。通常、大電圧を扱うパワーMOSFETは集積回路とは別のチップとして実装することが多いが、本研究により同一チップ上の作製（モノリシック化）が可能となり、システムの大幅な簡素化が期待できる。