発明情報

背景

炭素ケイ素(SiC)は、絶縁破壊電界強度がシリコン(Si)に比べて約10倍高いため、Siの限界を超える高耐圧パワーデバイスの材料として注目されていますが、同時に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への応用も期待されています。発明者らは以前に、従来のノーマルオン型から新たにノーマルオフ型にした相補型素子であるnチャネルJFET（接合型電界効果トランジスタ）とpチャネルJFETで構成されたSiC集積回路を提案しており、更なる高い移動度が期待されていました。

発明概要と利点

本発明は、SiCへのイオン注入で作製したnチャネルJFETとpチャネルJFETのSiC集積回路の移動度等性能を改善するために、チャネルを縦方向に形成し、両側からチャネルを制御（ダブルゲート方式）したSiC JFETです。ゲートーソース電圧で空乏層の幅が決まることから、ダブルゲート方式により、同じゲート電圧では２倍の空乏層の幅となることから、大電流化・高温動作・集積化に適した素子構造であることから、従来より高い性能を有するSiC集積回路の作製が可能です。

➢ゲートの設計によってノーマリオフかノーマリオンにも作成可能
例えばnJFET ND~1E17の場合、a<約200nmでノーマリオフ型になります。

➢試作したデバイスで良好なFET特性を確認
nJFETおよびpJFETともに実測値で良好なFET特性が得られました。

図1発明されたSiC JFETの概要図

図２作製したnJFET(A)とpJFET(B)におけるドレイン電圧に対するドレイン電流(絶対値)の電気特性(ID -VD特性)のグラフ