成果報告書詳細
管理番号20130000000036
タイトル平成23年度成果報告書 平成23年度採択先導的産業技術創出事業11B06003d 次世代パワー集積回路の実現に向けた低抵抗Pチャネル型GaN素子の開発 平成23年度中間
公開日2013/3/25
報告書年度2011 - 2011
委託先名独立行政法人産業技術総合研究所 中島 昭
プロジェクト番号P00041
部署名技術開発推進部
和文要約 従来技術であるMgドーピングによるP型GaNとの比較により、GaN/AlGaN界面の分極により形成される2次元正孔ガス(2DHG)の電気的特性を調べた。その結果、従来技術におけるP型GaNのシート抵抗が温度に急激に変化するのに対して、2DHGのシート抵抗は温度に対して安定しており、また従来技術とは逆の正の温度係数を示すことが分かった。また、2DHGのシートキャリア濃度が温度に依存しないことが分かった。この特長により、80Kの低温においても、1.1×10^13 cm^-2の高濃度の2DHGが得られた。80Kおよび300Kにおける移動度は、それぞれ36 cm^2/Vsおよび11 cm^2/Vsであった。
 また、回路シミュレーションによりGaN素子を用いた次世代電力変換器の仮想設計を行い、その実現に向けた課題抽出を行った。その結果、次世代変換器では、GaN素子開発に加えて、従来技術を超える高い放熱技術、高速ゲート制御回路、および回路の寄生インダクタンスの低減が必要不可欠であることが分かった。
英文要約 Electrical properties of 2D hole gas (2DHG) at GaN/AlGaN heterointerface have been investigated by comparison with that of conventional p-type GaN by Mg doping. Sheet resistance of the 2DHG shows positive temperature coefficients and the carrier density is temperature independent. As a result, high density 2DHG of 1.1×10^13 cm^-2 is obtained at 80 K. Hole mobility of 36 and 11 cm^2/Vs have been measured at 80 and 300 K respectively.
Next-generation power converters using GaN devices have been designed by circuit simulation. These results indicate that high-power and high-speed gate driving, stray inductances reduction and advanced heat dissipation technologies beyond conventional technologies are required for realization of next generation converters using GaN devices.
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