早大発ベンチャーPDSと東レリサーチセンター、ダイヤモンド半導体実用化に向けた共同研究を開始

この半導体ニュースのまとめ

・Power Diamond Systemsと東レリサーチセンターがダイヤモンド半導体で共同研究
・微細構造、不純物分布、界面特性などをナノスケールで解析
・解析結果を材料・プロセス開発に反映し、実用化と量産化を加速

早稲田大学(早大)発ベンチャーで、ダイヤモンド半導体の研究開発を行う「Power Diamond Systems(PDS)」と東レリサーチセンター(TRC)は8月20日、次世代ダイヤモンド半導体デバイスの実用化加速を目的とした共同研究を開始したことを発表した。

TRCが持つ材料分析・界面解析技術と、PDSが持つダイヤモンドパワー半導体のデバイス設計・プロセス技術を組み合わせ、材料特性や微細構造、界面状態とデバイス性能・信頼性の関係を体系的に明らかにすることを目指すという。

材料構造とデバイス性能の相関を解明

ダイヤモンドは、高い熱伝導率と広いバンドギャップを持ち、電気自動車(EV)、再生可能エネルギー、産業用電力制御機器などの高効率化・小型化を支える次世代パワー半導体材料として期待されている。

一方、実用化に向けては、材料中の微細構造、界面状態、不純物、結晶欠陥などが、デバイス性能や長期信頼性に与える影響を十分に解明できていないことが課題となっている。

共同研究では、TRCの材料分析・界面解析技術を用い、ダイヤモンド半導体の構造、界面、不純物分布、結晶欠陥などをナノスケールで解析する。得られた結果とデバイスの電気的特性や信頼性を照合し、性能に影響する材料・プロセス上の要因を明らかにするとしている。

解析結果を材料・プロセス開発へ反映

さらにPDSは、TRCによる解析から得られた知見を、ダイヤモンド半導体の材料・プロセス開発へフィードバックすることで、材料分析、デバイス評価、材料・プロセス条件の改善、再試作を連携させた開発サイクルを構築し、性能低下や特性ばらつきの原因の特定につなげ、デバイスの性能と信頼性の向上につなげたいとする。

なお、両社は今回の共同研究を通じ、材料理解の深化と開発サイクルの高度化を進め、ダイヤモンド半導体デバイスの早期実用化と量産化に向けた技術基盤の確立を目指すとしている。