窒化ガリウムパワー半導体実用化へ 東芝がプロセス技術開発

東芝は次世代パワー半導体として期待される窒化ガリウム素子「金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ」（ＭＯＳＦＥＴ）の実用化につながるプロセス技術を開発した。「ＪＦＥＴ」と呼ばれる既存の素子に比べ、ＭＯＳＦＥＴはスイッチング速度を約２倍に高められる。シリコンの性能をしのぐ高性能な窒化ガリウムパワー半導体の実現が近づく。

窒化ガリウムのＭＯＳＦＥＴは一般に、ゲート駆動が容易なため高速化できる。ただ、しきい値電圧の変動が大きく、素子の特性がバラつくため、実用化に至っていない。ＪＦＥＴはゲート駆動に電流容量が必要で、高速化に課題があった。

東芝は今回、窒化ガリウムＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧の変動が、ゲート絶縁膜に含まれる不純物に起因することを突き止めた。さらに、絶縁膜中の不純物である水素原子やフッ素原子を最大限取り除くプロセス技術を開発した。素子のエッチング加工後に、アンモニアによって素子の...