2018 Fiscal Year Annual Research Report
Low-loss vertical-type diamond power MOSFET
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17H02786
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
徳田 規夫 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 教授 (80462860)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 宙光 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00415655)
大曲 新矢 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (40712211)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 / ダイヤモンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、省エネ・低炭素社会の実現に期待されている次世代パワーデバイスに関して、大電力制御が可能であり、かつ最も高い省エネ効果が期待されているダイヤモンド半導体を用いた超低損失ＭＯＳＦＥＴ創製のための基盤要素技術を開発し、ダイヤモンドパワーエレクトロニクスの創成に資することである。
今年度は、高耐圧化に有利な縦型ダイヤモンドＭＯＳＦＥＴ作製のため、高温高圧合成単結晶ダイヤモンド（１００）基板上に半導体積層構造となるp+/n/p-積層構造をマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるホモエピタキシャル成長により形成した後、｛１１１｝面で構成された側面を有するトレンチ構造形成のためにニッケル中への炭素固溶反応をベースとする非プラズマプロセスとなるダイヤモンドの異方性エッチングを行った。その結果、最上層のp+層では結晶面の異方性が低下した。今後は、結晶性による固溶反応エッチングの依存性について調べ、縦型Ｖ字トレンチ構造の形成プロセスの確立を目指す。また、我々独自の恒温水蒸気アニール法により終端構造を制御したダイヤモンド（１１１）表面上にALD-Al2O3をゲート酸化膜として有する（１１１）ダイヤモンドＭＯＳキャパシタを作製し、電流-電圧、容量-電圧特性評価を行った。その結果、良好な絶縁特性を示し、かつ界面準位密度は10^11 cm^-2 eV^-1 オーダーであり、これまでよりも1桁程度の低減に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の研究実施計画とした縦型ダイヤモンドMOSFETの作製と評価は、研究実績の概要に示した通り、概ね順調に進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、トレンチ構造の形成プロセスを確立し、今年度開発した低界面準位密度プロセスと組み合わせることで、低損失かつ高耐圧縦型ダイヤモンドMOSFETの開発を目指す。
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