ダイヤモンドMOSFETの特徴
ダイヤモンド半導体は、広いバンドギャップ、非常に高い絶縁破壊電界、優れた熱伝導率などの優れた物質特性を備えており、シリコン（Si）、シリコンカーバイド（SiC）、ガリウムニトライド（GaN）などの従来の半導体を超える次世代のパワーデバイス材料として注目されています。
研究の背景
しかし、実用化に向けて、高いブレークダウン電圧と低いオン抵抗を両立させることが重要な技術的課題でした。特に、ブレークダウン電圧の向上の観点から、ゲートエッジでの電界集中がドレインソースブレークダウン電圧を制限していました。また、高い電流能力とスイッチング特性を実現するには、各デバイスの有効面積を減らし、多数の小さなデバイスを並列接続する必要がありました。
研究結果
本研究では、パワーダイアモンドシステムズは、ゲートエッジでの電界集中を抑制し、高いブレークダウン電圧を可能にするフィールドプレート構造を導入しました。また、デバイス面積を増加させ、高電流動作を可能にしました。結果として、単一のダイヤモンドMOSFETが550Vのデバイスブレークダウン電圧と0.8Aのドレイン電流を達成しました。これは、フィールドプレート構造の実装を含む、パワーダイアモンドシステムズのデバイス設計とプロセステクノロジーの有効性を示しています。
さらに、同デバイスを使用して、200V/1Aのスイッチング動作を実証しました。これは、ダイヤモンドMOSFETにおける世界初の実証であり、ダイヤモンドパワーデバイスが静的特性評価の段階から実用的なスイッチング動作の検証に進展したことを示しています。
Ms.ガジェット今後の展開
パワーダイアモンドシステムズは、研究機関や産業パートナーとの協力により、技術開発と応用開発をさらに強化し、ダイヤモンド半導体デバイスの社会実装を加速することを目指しています。
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