発明情報

背景

現在の半導体集積回路は、主にシリコン(Si)で作製されており、産業分野においては、自動車や航空機のエンジン制御、自動車タイヤのモニター、宇宙用エレクトロニクスなど、Siでは実現不可能な200°C以上の高温において動作する集積回路が要望されています。炭化ケイ素(SiC)は、バンドギャップがSiに比べて約3倍高いため、500°C以上の高温環境下で動作する集積回路が作製可能です。しかし、これまでの研究では、高温で安定に動作しない、消費電力が大きい、広範囲でノーマリオフの動作が得られない、作製が困難等の課題により、実用化には至っていません。

発明概要と利点

（１）本発明におけるSiC JFETは図1の構造をもち、式（１）から、チャネル厚Dを薄くすると共にチャネル領域の不純物濃度Nを所定の値にすることで、ノーマリオフ動作が可能です。また、図2から、閾値電圧の温度依存性が非常に小さく、広い温度範囲において安定に動作する集積回路が作成でき、安定した動作のSiC相補型JFETを実現できるとともに、消費電力が小さい集積回路を作成できます。
（２）簡便な方法でSiC相補型JFETを作成することができます。
SiC基盤もしくは成長層へのイオン注入だけでSiC相補型JFETを作製することが可能です（図２）。
（３）高速動作が可能です。
イオン注入領域を工夫することによって、JFET端子間容量を大幅に低減することが可能であり、高い移動度（電子で200~800 cm2/Vs、正孔で30~80cm2/Vs）との相乗効果により、高速動作が可能になります。