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日本金泽大学与AIST于世界首次成功使用金刚石半导体做出了反型层沟道MOSFET

2016-09-21 347浏览 标签: 半导体日本AIST


概要

     

     日本产业技术综合研究所(以下简称“产综研”)于近日宣布,由日本金泽大学理工研究领域电子信息学系的松本翼助教、德田规夫副教授们组成的研究小组(薄膜电子工学研究室)与产综研先进电力电子技术研究中心的金刚石器件研究小组的山崎聪(招聘研究员)、加藤宙光(主任研究员),以及日本株式会社电装的小山和博科长共同组成了一个研究小组,使用金刚石半导体制成了反型层沟道MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管),并成功进行了工作验证,这在世界范围内尚属首次。



背景


     下一代功率器件作为实现节能、低碳社会的关键技术,其研究开发的需求很大。功率器件是指控制电力(直流交流转换、电压转换、频率转换)的器件,一般由半导体材料制成,目前使用的功率器件大多数由硅(Si)制成。

     在所有的功率器件材料中,金刚石拥有最强的绝缘击穿电场强度和最高的载流子迁移率,而且导热性非常好,它是一种备受期待的终极功率器件材料。但是,由于高品质的氧化膜和金刚石半导体界面结构的形成十分困难,因此功率器件领域一直无法实现常闭型(NORMALLY-OFF)的反型层沟道金刚石MOSFET。

     该研究是在日本科学技术振兴机构(JST)的战略性创造研究推进事业(CREST)“有助于二氧化碳减排的革新性技术创出”下的研究课题“实现超低损耗功率器件的基础构建”与日本金泽大学独立推进的战略性研究推进计划“革新性节能器件的创制”的共同支持下完成的。


内容

     此次研究活动中,研究团队利用独有的微波等离子体增强化学气相沉积技术,成功提高了母体——n型金刚石半导体层的质量,又利用湿退火提高了氧化膜及金刚石半导体界面的品质。研究团队在此基础上制作出了反型层沟道金刚石MOSFET(如图),并成功对其工作情况进行了验证。


计划

     将来,金刚石功率器件将有望被引入应用于汽车、新干线、飞机、机器人、人工卫星、火箭和输配电系统等领域,可借此扩大金刚石电力电子的应用范围,并贡献于节能和低碳社会。


  动态链接:世界初!反転層型ダイヤMOSFETの動作実証に成功

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