パワーデバイス技術の基礎・周辺材料技術と、SiCパワーデバイスの実際・最新動向

シリコンIGBTは1985年に初めて製品化されて以来、その技術革新には目覚ましいものがある。そして現在ではハイブリッドカーなど、その適用範囲をますます広げ、パワーエレクトロニクス機器のキーデバイスとして中心的な役割をしている。そのIGBTも、シリコンの物性値で決まる特性限界が近づきつつあると言われており、市場の関心はシリコンデバイスからSiCやGaNデバイスにいつ本格的に移行するかというところにある。このSiCパワーデバイスであるが、インバータエアコン、産業用インバータ、電鉄など最近ようやくSiCを搭載したパワーエレクトロニクス機器も適用・販売され始めてきた。また、GaNパワーデバイスも、昨年600Vクラス素子の量産が発表されさらに4.5kW太陽光PCSに搭載・販売が開始された。 　SiCパワーデバイスの開発はいったいどこまで進んでいるのか、またどんな課題が残っているのか。SiCデバイスの構造設計やプロセス技術の最新状況を詳細に解説し、シリコンならびにGaNパワーデバイスと比較しながらSiCパワーデバイスの課題や今後の動向についてわかりやすく説明する。また高温・高周波動作に対応する最近の実装技術についても解説する。

1. パワーデバイスの現状
   1. どんな用途に何が使われているのか?
   2. パワーデバイスに要求される特性は何なのか
2. 最新シリコンIGBTの進展と課題
   1. なぜIGBTがパワーデバイスの主役になったのか
   2. 最新IGBTの現状
   3. IGBT特性改善を支える技術
   4. 薄ウェハ化の限界
3. SiCパワーデバイスの現状と課題
   1. そもそもなぜSiCなのか
   2. 何がSiCとGaN適用領域の違いを決めるのか
   3. SiC-MOSFETがいいのかSiC-IGBTがいいのか
   4. 高温動作ができると何が良いのか
   5. SiCウェハができるまで
   6. ステップ制御エピタキシとは
   7. SiC-SBDそしてSiC-MOSFET開発へ
   8. SiCパワー半導体の適用製品発表例:鉄道、産業
   9. 最近のSiCトピックスから見えること
   10. SiC-MOSFETの課題
   11. SiC-MOSFET作成プロセスの特徴
   12. SiCデバイスのイオン注入工程
   13. インプラ・アニール工程での問題点
   14. ゲート酸化膜の形成方法
   15. 界面準位のMOSFET特性への影響
   16. チャネル移動度の報告例
   17. ゲート電圧印加後のしきい値変動
   18. SiCデバイス信頼性のポイント
   19. 更なる特性を目指して:SiCトレンチMOSFETの開発
4. GaNパワーデバイスの現状と課題
   1. なぜGaNパワーデバイスなのか?
   2. 最近のトピックス
   3. Si基板上へのMOCVDによるエピ膜成長
   4. SiC・GaNデバイスの対象領域
   5. GaN-HEMTデバイスの特徴
   6. ノーマリ-オフ特性
   7. GaN-HEMTのノーマリ-オフ化
   8. GaN-HEMTの課題
   9. Current Collapse現象メカニズム
   10. Current Collapse対策
5. 高温・高周波対応実装技術
   1. パワーデバイス動作中の素子破壊例
   2. 高温対応封止材
   3. SiC-MOSFET新型モジュール外観と断面
6. まとめ
• 質疑応答・名刺交換