金沢大ら,反転層型ダイヤMOSFETの動作実証に成功

金沢大学は産業技術総合研究所,デンソーとの共同研究により,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(ニュースリリース)。

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る。

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を有する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,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,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た。

具体的には,マイクロ波プラズマ化学気相成長法によるn型ダイヤモンド半導体の高品質化,ウェットアニールによる酸化膜およびダイヤモンド界面の高品質化によって,反転層チャネルダイヤモンドMOSFETを作製し,その動作実証に世界で初めて成功した。

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るとしている。

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