「世界初」新たなトレンチ型ダイヤモンドMOSFETの動作実証：ノーマリーオフ動作を実現

金沢大学の研究グループは、産業技術総合研究所（産総研）と共同で、トレンチ型反転層チャネルダイヤモンドMOSFETを開発、動作実証に成功した。反転層チャネルを備えた縦型ダイヤモンドMOSFETの動作を実証したのは「世界初」だという。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

300℃の高温環境下でも明瞭なFET特性

　金沢大学ダイヤモンド研究センターの徳田規夫教授と大学院自然科学研究科電子情報科学専攻博士後期課程の中村勇斗氏らによる研究グループは2026年9月、産業技術総合研究所（産総研）先進パワーエレクトロニクス研究センターダイヤモンドデバイス研究チームの長井雅嗣研究員らと共同で、トレンチ型反転層チャネルダイヤモンドMOSFETを開発、動作実証に成功したと発表した。反転層チャネルを備えた縦型ダイヤモンドMOSFETの動作を実証したのは「世界初」だという。

トレンチ型反転層チャネルダイヤモンドMOSFETの上面図および断面模式図［クリックで拡大］ 出所：金沢大学

　ダイヤモンドは、超低損失のパワーデバイスを実現できる究極の半導体材料といわれている。特にトレンチ型ダイヤモンドMOSFETはその究極形の1つとみられ、実用化に向けた研究が進む。ただ、ノーマリーオフ動作を安定して実現することが課題となっていた。

　研究グループは今回、ダイヤモンド（111）面上の反転層チャネルMOSFETを作製する技術と、水蒸気雰囲気中でニッケル（N）への炭素固溶反応を用いた結晶異方性ダイヤモンドエッチング技術を組み合わせた。これにより、トレンチ型反転層チャネルダイヤモンドMOSFETを作製し、その動作実証に初めて成功した。

　開発した結晶異方性エッチング技術により、ダイヤモンド（100）面上に（111）面を側壁とする逆ピラミッド型トレンチを形成した。そして、このトレンチ側壁は反転層チャネルとして利用できることが分かった。作製したデバイスは、室温に加え300℃という高温環境下でも明瞭なFET特性と、ノーマリーオフの特性を示した。

トレンチ型反転層チャネルダイヤモンドMOSFETの室温および300℃における電気特性［クリックで拡大］ 出所：金沢大学