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2016年8月26日 (金)

省エネ社会に大きく貢献する究極のパワーデバイスの実現へ 世界初!反転層型ダイヤMOSFETの動作実証に成功

平成28年8月22日
金沢大学
産業技術総合研究所
科学技術振興機構(JST)
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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ポイント
 
○ダイヤモンド半導体を用いた
 反転層チャネルMOSFETを
 作製しました。
 
○同MOSFETで、低消費電力の
 パワーデバイスに要求される
 ノーマリーオフ特性が実現されている
 ことを実証しました。
 
 
-----
 金沢大学 理工研究域電子情報学系の
松本 翼 助教、徳田 規夫 准教授らの
研究グループ(薄膜電子工学研究室)は、
国立研究開発法人 産業技術総合研究所
先進パワーエレクトロニクス研究センター
ダイヤモンドデバイス研究チームの
山崎 聡 招へい研究員、
加藤 宙光 主任研究員、
株式会社デンソーの小山 和博 担当課
長らとの共同研究により、
世界で初めてダイヤモンド半導体注1)を
用いた反転層チャネルMOSFET注2)
を作製し、その動作実証に成功しました。
 
 
 省エネルギー・低炭素社会の実現
のためのキーテクノロジーとして
次世代パワーデバイスの開発が
求められています。
 
 ダイヤモンドは、パワーデバイス材料の
中で最も高い絶縁破壊電界と
キャリア移動度、そして熱伝導率を
有することから、
究極のパワーデバイス材料として
期待されています。
 
 しかし、高品質な酸化膜および
ダイヤモンド半導体界面構造の形成が
困難であるため、パワーデバイス
において重要なノーマリーオフ特性注3)
を有する反転層チャネルダイヤモンド
MOSFETは実現していませんでした。
 
 今回、研究グループは独自の手法で
母体となるn型ダイヤモンド半導体層
および酸化膜とダイヤモンド半導体層
界面の高品質化に成功しました。
 
 それらを用いた反転層チャネル
ダイヤモンドMOSFETを作製し、
その動作実証に成功しました。
 
 将来、ダイヤモンドパワーデバイスが
自動車や新幹線、飛行機、ロボット、
人工衛星、ロケット、送配電システム
などに導入されることで、
ダイヤモンドパワーエレクトロニクスの
道を切り開き、省エネ・低炭素社会への
貢献が期待されます。
 
 本研究成果は、平成28年8月22日
発行の英国Nature
 Publishingグループの
オンライン雑誌
「Scientific Reports」
に掲載されるとともに、
「ダイヤモンド半導体装置及び
 その製造方法」として特許も出願して
おります。
 
 なお、本研究の一部は、
科学技術振興機構(JST) 戦略的創造
研究推進事業(CREST)
「二酸化炭素排出抑制に資する
 革新的技術の創出」の研究課題
「超低損失パワーデバイス実現のための
 基盤構築」および金沢大学が独自に行う
戦略的研究推進プログラム
(先魁プロジェクト)
「革新的省エネルギーデバイスの創製」の
一環として受けて行われました。
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 素晴らしい成果のようです。
 
 
>本成果によって、世界で初めて
>反転層チャネルダイヤモンド
>MOSFETの動作が実証された
>ことで、ダイヤモンドパワー
>エレクトロニクスの時代は
>大きく切り開かれると考えます。
 
>今後は、応用に必要な大電流化と
>高耐圧化を図るために、
>MOS界面のさらなる高品質化による
>移動度の向上、ドレイン領域に耐圧層の
>導入が必要ですが、
>近い将来、日本発のダイヤモンド
>パワーエレクトロニクス産業の創出にも
>貢献します。
 
 大いに期待したい。

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