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NORMALLY-OFF OPERATING DIAMOND POWER ELEMENT AND INVERTER USING THE SAME UPDATE_EN

Patent code P180015358
File No. 2039
Posted date Oct 25, 2018
Application number P2018-037972
Publication number P2018-148214A
Date of filing Mar 2, 2018
Date of publication of application Sep 20, 2018
Priority data
  • P2017-043291 (Mar 7, 2017) JP
Inventor
  • (In Japanese)川原田 洋
  • (In Japanese)稲葉 優文
  • (In Japanese)牛 俊雄
  • (In Japanese)畢 特
  • (In Japanese)大井 信敬
Applicant
  • (In Japanese)学校法人早稲田大学
Title NORMALLY-OFF OPERATING DIAMOND POWER ELEMENT AND INVERTER USING THE SAME UPDATE_EN
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diamond power element operating in a normally-off mode.
SOLUTION: A normally-off operating diamond power element includes a diamond field effect transistor 10 and an enhancement-type p channel field effect transistor 20 coupled to the diamond field effect transistor 10 in series, and the diamond field effect transistor 10 includes a drain electrode provided on a diamond substrate, a source electrode provided on the diamond substrate at a distance from the drain electrode, a hydrogenated layer provided on the surface of the diamond substrate between the drain electrode and the source electrode and having a carbon hydrogen bond, a gate insulating film covering the hydrogenated layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

ダイヤモンドは、高電圧及び大電流の条件のもとでの動作が求められる電力素子に適した半導体材料として期待されている。ダイヤモンド基板を用いた種々の電界効果トランジスタ(FET: Field Effect Transistor)は、これまでにも提案されている。特許文献1には、ダイヤモンド基板の表面を水素化することにより、水素化層直下に2次元正孔ガス(2DHG;two-dimensional hole gas)層を生成し、これを電界効果トランジスタのチャネル層として用いるダイヤモンドFETが提案されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、ノーマリオフ動作ダイヤモンド電力素子及びこれを用いたインバータに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ダイヤモンド電界効果トランジスタと、これに直列に接続するエンハンスメント型のpチャネル電界効果トランジスタとを備え、
前記ダイヤモンド電界効果トランジスタが、
ダイヤモンド基板に設けられるドレイン電極と、
前記ドレイン電極から離間して前記ダイヤモンド基板に設けられるソース電極と、
前記ドレイン電極及び前記ソース電極の間における前記ダイヤモンド基板の表面に設けられ、炭素水素結合を有する水素化層と、
前記水素化層を覆うゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に設けられるゲート電極とを含む、ダイヤモンド電力素子。

【請求項2】
 
前記ダイヤモンド電界効果トランジスタの前記ゲート電極が前記pチャネル電界効果トランジスタのソースと接続される、請求項1に記載のダイヤモンド電力素子。

【請求項3】
 
前記pチャネル電界効果トランジスタがシリコンで構成される、請求項1又は2に記載のダイヤモンド電力素子。

【請求項4】
 
請求項1から3のいずれか一項に記載の前記ダイヤモンド電力素子と、
前記ダイヤモンド電力素子に直列に接続されるnチャネル電界効果トランジスタと
を備えるインバータ。

【請求項5】
 
前記nチャネル電界効果トランジスタがシリコンで構成される、請求項4に記載のインバータ。

【請求項6】
 
前記nチャネル電界効果トランジスタがIII-V族化合物半導体で構成される、請求項4に記載のインバータ。

【請求項7】
 
前記III-V族化合物半導体がガリウムと窒素を含む半導体である、請求項6に記載のインバータ。

【請求項8】
 
前記ガリウムと窒素を含む半導体で構成される前記nチャネル電界効果トランジスタが、前記ダイヤモンド基板に設けられている、請求項7に記載のインバータ。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018037972thum.jpg
State of application right Published
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