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電力素子 NEW

国内特許コード P160013495
整理番号 1782
掲載日 2016年11月10日
出願番号 特願2016-025819
公開番号 特開2016-157932
出願日 平成28年2月15日(2016.2.15)
公開日 平成28年9月1日(2016.9.1)
優先権データ
  • 特願2015-035152 (2015.2.25) JP
発明者
  • 小林 幹典
  • 稲葉 優文
  • 斎藤 俊輝
  • 北林 祐哉
  • 平岩 篤
  • 川原田 洋
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 電力素子 NEW
発明の概要 【課題】高耐圧、低損失で安定に動作し、絶縁耐圧をよりいっそう向上させることができる電力素子を提供する。
【解決手段】ダイヤモンド基板34と、ダイヤモンド基板34の表面側に形成された凹部10と、凹部10を覆う水素化層16と、水素化層16を被覆する保護膜24と、ダイヤモンド基板34の表面側に形成されたソース電極22aと、ダイヤモンド基板34の裏面に形成されたドレイン電極22bと、凹部10内の保護膜24に形成されたゲート電極26aを備える。
【選択図】図13
従来技術、競合技術の概要


電力素子は、電気機器の電力制御に不可欠であり、この電力素子の損失を低減することによって、エネルギー消費量を大幅に低減することができる。従来のシリコン素子より優れた特性(高耐圧性、低損失性)を備えた電力素子が得られる物質の一つとして、ダイヤモンドが知られている。ダイヤモンドはバンドギャップが大きく、ダイヤモンドを用いることによって、電力素子の小型化・低消費電力化・高効率化が可能である。



ダイヤモンド基板の表面を水素化して水素化層を形成することにより、その水素化層の直下に導電層が誘起される。この導電層は、電界効果トランジスタ(FET)動作に必要な高い導電性を有するものであり、将来の高効率電力素子への応用が期待されている。最近では、ダイヤモンド半導体表面の水素化層の上に保護膜を設けることによって、安定して動作する電力素子が提案されている(例えば、特許文献1)。

産業上の利用分野


本発明は、電力素子に関し、特にダイヤモンド半導体を用いた電力素子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ダイヤモンド基板と、前記ダイヤモンド基板の厚さ方向に形成された水素化層と、前記水素化層を被覆する保護膜とを備えることを特徴とする電力素子。

【請求項2】
前記ダイヤモンド基板と前記保護膜との間に、エピタキシャル成長させて形成したダイヤモンド膜をさらに備え、
前記水素化層は、前記ダイヤモンド膜の表面を水素化することにより形成されたものであることを特徴とする請求項1記載の電力素子。

【請求項3】
前記エピタキシャル成長させて形成したダイヤモンド膜の厚さは、50~1000nmであることを特徴とする請求項2記載の電力素子。

【請求項4】
前記保護膜は、酸化アルミニウム膜で形成されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項記載の電力素子。

【請求項5】
前記ダイヤモンド基板は、アンドープダイヤモンド層またはp型ダイヤモンド層からなる第1の層と、前記第1の層の上に積層され、n型ダイヤモンド層からなる第2の層とのダイヤモンドの積層体を備えることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項記載の電力素子。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016025819thum.jpg
出願権利状態 公開
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