産総研など、ダイヤモンド半導体を用いた反転層チャネルMOSFETの動作実証に成功

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産業技術総合研究所は2016年8月22日、金沢大学、デンソーとの共同研究で、世界で初めて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、その動作実証に成功したと発表した。

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、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る。

しかし高品質な酸化膜やダイヤモンド半導体界面構造の形成が困難なため、パワーデバイスで重要な、オフ状態でリーク電流がほとんどないノーマリーオフ特性を持つ反転層チャネルダイヤモンドMOSFETは実現していなかった。

今回の共同研究では、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、それらを用いて反転層チャネルダイヤモンドMOSFETを作製、動作実証に成功した。

今回の研究成果により、ダイヤモンドパワーエレクトロニクスの時代が切り開かれ、将来的にはダイヤモンド半導体を用いた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、省エネ/低炭素社会への貢献が期待されるという。

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