【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.18】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22BA0045

利用課題名 / Title

ダイヤモンドパワーデバイス構造の計算

利用した実施機関 / Support Institute

筑波大学 / Tsukuba Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

シミュレーションCAD,パワーエレクトロニクス/ Power electronics

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

松本 翼

所属名 / Affiliation

金沢大学ナノマテリアル研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

Traore Aboulaye

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,共同研究/Joint Research

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

BA-001：デバイスシミュレーター

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

ダイヤモンド半導体を用いた新規パワーデバイス構造の提案、実証をサポートするデバイスシミュレーションを筑波大学の設備であるSILVACOを利用して行った。

実験 / Experimental

従来構造のMOSFETと新しく提案するMOSFET構造に対して、デバイスシミュレーターのSILVACOを用いて、バンド図、電気的特性、電界集中等の計算を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

Fig. 1に、デバイスシミュレーターのSILVACOを用いて計算した新規構造ダイヤモンドMOSFETの電界分布を示す。最も電界が高い点が、Schottky電極とAl₂O₃酸化膜、n型ダイヤモンドの境界になることがわかった。また、この点に近いAl₂O₃酸化膜のエッジにも高い電界が集中することがわかった。Al₂O₃酸化膜の形成領域を考慮する必要があると認識するとともに、新しいデバイス構造の着想も得られた。そして、電界としては半分程度であるが、Gate電極エッジにも集中していることがわかった。これは、本デバイス構造で高耐圧化を進めていく上で課題になってくることが容易に想定できる。今後は、所望の耐圧を仮定して、絶縁破壊が起こりづらい構造を調査していく必要もある。その他、重要知見が得られているが、十分な議論ができておらず、対外的に報告が難しいため、公表を控えさせていただく。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 Electric field distribution of new diamond MOSFET structure.

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

・先導研究プログラム未踏チャレンジ2050（NEDO）　「パワーデバイスの技術革新」 ・計算していただいたTraore Aboulaye（筑波大学数理物質系）に感謝します。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件