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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 NEW

国内特許コード P180015358
整理番号 2039
掲載日 2018年10月25日
出願番号 特願2018-037972
公開番号 特開2018-148214
出願日 平成30年3月2日(2018.3.2)
公開日 平成30年9月20日(2018.9.20)
優先権データ
  • 特願2017-043291 (2017.3.7) JP
発明者
  • 川原田 洋
  • 稲葉 優文
  • 牛 俊雄
  • 畢 特
  • 大井 信敬
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 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 NEW
発明の概要 【課題】ノーマリオフモードで動作するダイヤモンド電力素子を提供する。
【解決手段】ダイヤモンド電界効果トランジスタ10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20とを備え、ダイヤモンド電界効果トランジスタ10が、ダイヤモンド基板に設けられるドレイン電極と、ドレイン電極から離間してダイヤモンド基板に設けられるソース電極と、ドレイン電極及びソース電極の間における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、水素化層を覆うゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に設けられるゲート電極とを含む。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要 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。
産業上の利用分野 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。
特許請求の範囲 【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。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018037972thum.jpg
出願権利状態 公開
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