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TOP > 半導体


高電圧などに耐えるダイアモンド半導体の動作に成功 -東京工業大学

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1 :sin+sinφ ★:2012/08/27(月) 19:18:53.57 ID:???
◆ダイヤモンド半導体による接合型電界効果トランジスターの動作に成功

 ・究極の半導体物性を持つダイヤモンドで新たなスイッチング素子開発に成功
 ・高いオン・オフ比と鋭い立ち上がりを持つことを確認
 ・家電、自然エネルギー、自動車技術に不可欠なパワートランジスターの実現に期待

JST課題達成型基礎研究の一環として、東京工業大学の波多野 睦子教授と
産業技術総合研究所の山崎 聡主幹研究員らのグループは、
ダイヤモンド半導体を用いた接合型電界効果トランジスターを作製し、動作させることに世界で初めて成功しました。
グリーンイノベーションの一環として、スマートグリッドの開発が進められていますが、
そのキーテクノロジーとして1.0kVを超える高い電圧に耐え、低損失でオン・オフできる
小型の半導体パワーデバイスの開発が求められています。
ダイヤモンド半導体は、半導体の中で最も高い絶縁耐圧と最も高い熱伝導率という優れた特性を持つため、
候補材料として大いに期待されています。
しかし、これまで、p型とn型が横方向に隣り合う横型pn接合注を形成することの難しさ、
特に特定の位置を選択して低抵抗のn型ダイヤモンド半導体を作ることの困難さから、
パワーデバイスである接合型電界効果トランジスターは実現していませんでした。
研究グループは、高濃度のリン不純物を添加したn型ダイヤモンド半導体を選択的に形成する結晶成長技術を開発し、
これによりn型、p型、n型を横方向に接合した接合型電界効果トランジスターの作製に成功しました。
また、このトランジスターはオフ時の漏れ電流が小さく、7桁以上の高いオン・オフ比で動作することも確認しました。
このようにダイヤモンド半導体を用いた接合型電界効果トランジスターの動作が実証されたことで、
省エネルギー・低損失パワートランジスターの開発に道が開かれました。

本研究成果は、2012年8月24日に応用物理学会発行の英文科学誌「Applied Physics Express」のオンライン速報版で公開されます。
(>>2に続く)

<参考図>
図1 ダイヤモンド半導体による接合型電界効果トランジスター

(a) 上から見た模式図。ソースからドレインに向かって流れる伝導キャリアをゲートの電圧で制御する。
(b) 点線部分の断面模式図。(c) 選択成長技術で作製した接合型電界効果トランジスターの電子顕微鏡像と測定に用いた回路図。

図2 ドレイン電圧とゲート電圧を変化させたときのドレイン電流

ゲート電圧の増加とともにドレイン電流が減少していくので、空乏層の幅がゲート電圧によって制御でき、トランジスターとして動作していることが分かる。

図3 ドレイン電圧を一定(-20V)にしたときのゲート電圧とドレイン電流の関係

ゲート電圧が約7Vのときにドレイン電流が最小となり、それ以上では常にオフ状態となっており、漏れ電流が非常に小さいことが分かる。

▽ソース:http://www.hyoka.koho.titech.ac.jp/eprd/recently/research/research.php?id=297

5 :名無しのひみつ:2012/08/27(月) 19:25:22.66 ID:jhaPBlty
ダイヤモンド半導体ってずーっと昔から研究されてるけど、
全然実用には届いてないよね。

Siの技術が頭打ちになればCが台頭してくるのかね。


26 :名無しのひみつ:2012/08/27(月) 21:14:11.10 ID:6Ri3k93e
>>5
>Siの技術が頭打ちになれば

Siで止まってないのは微細化方面だけで
他の方面ではとっくに頭打ちじゃないか?

2chには半導体=パソコン、スマフォとしか
思わないアフォ(>5のことじゃないよ)がいっぱいいて
Si 以外イラネみたいなこというね

ダイヤモンドはSiより格子定数が小さいから、昔は微細化を
将来の利点にあげてた人もいたが、今はもういない。Si の純度制御等
微細化向け技術蓄積にCで追いつくような開発投資できる見込みは
全くなくなった。それでもちゃんと用途があるから研究してる


10 :名無しのひみつ:2012/08/27(月) 19:34:08.05 ID:Ai8rSXKA
ケブラーみたいなモン?


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