第1部 酸化ガリウムパワーデバイスの技術と実用化に向けた最新展望
(2021年1月13日 10:00〜13:40)
酸化ガリウム (Ga2O3) は、次世代パワーデバイス用途の新半導体材料として期待されるに足る、優れた材料物性を有する。また、原理的に大口径かつ高品質な単結晶基板を、融液成長法により安価かつ簡便に作製することができるという、産業上の大きな魅力も合わせ持つ。
本講演では、Ga2O3パワーデバイスの位置づけ、魅力、物性面での課題について述べた後、最新のエピタキシャル成長およびデバイスプロセス研究開発状況、実用化に向けた展望などについて解説する。
- はじめに
- Ga2O3の材料的特徴 (SiC, GaNとの比較から)
- 将来的なGa2O3デバイスの用途
- Ga2O3エピタキシャル薄膜成長技術
- ハライド気相成長 (HVPE)
- 有機金属気相成長 (MOCVD)
- Ga2O3トランジスタ
- 横型MESFET
- 横型ディプレッションモードMOSFET
- 横型フィールドプレートMOSFET
- 横型エンハンスメントモードMOSFET
- 縦型ディプレッションモードMOSFET
- 縦型エンハンスメントモードMOSFET
- 国内外他機関におけるGa2O3トランジスタ開発動向
- Ga2O3ショットキーバリアダイオード (SBD)
- HVPE成長したドリフト層を有する縦型SBD
- 縦型フィールドプレートSBD
- Nイオン注入ドーピングを用いて作製したガードリングを有する縦型SBD
- 国内外他機関におけるGa2O3ダイオード開発動向
- まとめ、今後の展望
第2部 β型酸化ガリウムのエピタキシャル成長とその物性評価
(2021年1月13日 14:10〜16:10)
次世代パワーデバイス半導体材料として着目されている酸化ガリウムについて、その肝となるエピタキシャル成長技術のエッセンスを取り扱います。
ハライド気相成長法による酸化ガリウム成長について、熱力学解析に基づいた設計プロセス (原料の選定や成長条件の推量など) を解説した後で、実際の成膜結果とのマッチングをご覧いただき、酸化ガリウムの成長挙動を熱力学的な視点で説明していきます。
また、成長した酸化ガリウム薄膜の物性評価 (結晶性、表面形態、電気的・光学的特性など) をご紹介します。熱力学解析による解釈を適宜織り交ぜ、成長条件が物性に及ぼす影響について解説します。
本講座は、酸化ガリウムという比較的新しい半導体材料に対して、エピ成長の研究開発をどのように進めていったかを学ぶ良い機会になると考えています。また、将来の新材料への取り組みのヒントになれば幸いと思います。
- β酸化ガリウムの特徴
- β酸化ガリウム成長反応の熱力学解析
- ハライド気相成長法によるβ酸化ガリウム層の成長
- ハライド気相成長法により成長したβ酸化ガリウム層の物性評価
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