硼素イオン注入終端構造を用いた縦型GaNパワー素子の高耐圧化

カテゴリ: 論文誌(論文単位)

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門

発行日: 2024/03/01

タイトル(英語): Boron-Implanted Termination Structures for Vertical GaN Power Devices with Highly Enhanced Breakdown Voltage

著者名: 三浦　喜直（産業技術総合研究所 先進パワーエレクトロニクス研究センター），平井　悠久（産業技術総合研究所 先進パワーエレクトロニクス研究センター），中島　昭（産業技術総合研究所 先進パワーエレクトロニクス研究センター），原田　信介（産業技術総合研究所 先進パワーエレクトロニクス研究センター）

著者名(英語): Yoshinao Miura (AIST Advanced Power Electronics Research Center), Hirohisa Hirai (AIST Advanced Power Electronics Research Center), Akira Nakajima (AIST Advanced Power Electronics Research Center), Shinsuke Harada (AIST Advanced Power Electronics Research Center)

キーワード: 窒化ガリウム，縦型パワーデバイス，終端構造，高耐圧化，電界緩和，硼素イオン注入　　gallium nitride，vertical power device，edge termination，enhanced breakdown voltage，electric-field relaxation，boron-ion implantation

要約(英語): We propose a new edge termination technique for high-voltage vertical GaN power devices using boron-ion implantation into a p-GaN epitaxial layer. The boron-implanted layer after annealing at 800℃ results in a half-conductive p-type layer that is applicable to junction termination extension (JTE). The maximum breakdown voltage of 1400 V was near an ideal value for the donor concentration in the drift layer. High avalanche current immunity was observed for the optimal structure. In wafer-scale fabrication of the p-n diodes on a 4-inch free-standing GaN substrate, good reverse characteristics are observed across the wafer. The proposed JTE technique has high potential for wafer-scale fabrication of robust and highly efficient vertical GaN devices.

本誌: 電気学会論文誌C（電子・情報・システム部門誌） Vol.144 No.3 （2024） 特集Ⅰ：スマートシステムと計測・制御技術　特集Ⅱ：シリコンならびにワイドバンドギャップパワー半導体の最新技術

本誌掲載ページ: 251-256 p

原稿種別: 論文／日本語

電子版へのリンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejeiss/144/3/144_251/_article/-char/ja/