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POWER ELEMENT UPDATE_EN

Patent code P160013495
File No. 1782
Posted date Nov 10, 2016
Application number P2016-025819
Publication number P2016-157932A
Patent number P6712735
Date of filing Feb 15, 2016
Date of publication of application Sep 1, 2016
Date of registration Jun 4, 2020
Priority data
  • P2015-035152 (Feb 25, 2015) JP
Inventor
  • (In Japanese)小林 幹典
  • (In Japanese)稲葉 優文
  • (In Japanese)斎藤 俊輝
  • (In Japanese)北林 祐哉
  • (In Japanese)平岩 篤
  • (In Japanese)川原田 洋
Applicant
  • (In Japanese)学校法人早稲田大学
Title POWER ELEMENT UPDATE_EN
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power element, stably operating with a high breakdown voltage and low loss, capable of further improving a dielectric voltage.
SOLUTION: The power element includes: a diamond substrate 34; a recess 10 formed on a front surface side of the diamond substrate 34; a hydrogenation layer 16 covering the recess 10; a protective layer 24 covering the hydrogenation layer 16; a source electrode 22a formed on the front surface side of the diamond substrate 34; a drain electrode 22b formed on the rear surface of the diamond substrate 34; and a gate electrode 26a formed on the protective film 24 within the recess 10.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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)。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
凹部を有するダイヤモンド基板と、前記凹部の側面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
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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2016025819thum.jpg
State of application right Registered
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