次世代パワーデバイスに向けたデバイス化技術と要素技術の展望

第1部 GaNパワーデバイスの開発動向と低オン抵抗 高耐圧化への展望

(2023年9月12日 10:30〜12:00)

　GaNパワーデバイスはSiCと並び次世代のパワーデバイスとして期待されています。横型GaNパワーデバイスはすでに実用化の時代に入り、応用範囲が拡大されつつあります。同時に、使い易さを目的にデバイスのパッケージングでの改良も進んでいます。一方、縦型パワーデバイスはまだ実用化には至っていません。しかし、SiC – MOSFETより低いオン抵抗が期待できるため、新たなシステムの可能性が開けることから、開発が進められています。 　本講座では、横型と縦型のGaNパワーデバイスの現状と開発の課題、将来について展望します。。

1. GaNの物性と強み
2. GaNパワーデバイスの構造と特徴
3. 横型パワーデバイスの現状
   1. メーカーとデバイスの特徴
   2. 他パワーデバイスとの比較
   3. 今後の展望
4. 縦型パワーデバイスの現状と課題
   1. 要素技術の課題と現状
      1. ゲート絶縁膜
      2. イオン注入技術
      3. トレンチ加工技術
      4. GaN基板開発
   2. 縦型パワーデバイスの実際
      1. 終端構造
      2. Junction Barrier Schottky (JBS) ダイオード
      3. JFET
      4. MOSFET
   3. 今後の展望
5. まとめ
• 質疑応答

第2部 ベータ型酸化ガリウムデバイスの開発動向とダイオード、トランジスタ応用への展望

(2023年9月12日 13:00〜14:30)

　酸化ガリウム (Ga2O3) は、次世代パワーデバイスおよび極限環境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。 こういった特徴から、SiC, GaNに続く次世代パワーデバイス材料候補として現在注目を集めている。 　本講演では、Ga2O3パワーデバイスの位置づけ・魅力、現在までのバルク・基板、エピタキシャル薄膜成長、デバイス (トランジスタ、ショットキーバリアダイオード) の研究開発状況、今後に向けた課題および展望などについて解説する。

1. ベータ酸化ガリウム (β-Ga2O3) の物性
2. β-Ga2O3バルク融液成長技術
3. β-Ga2O3エピタキシャル薄膜成長技術
   1. MBE成長
   2. HVPE成長
   3. MOCVD成長
4. β-Ga2O3トランジスタ
   1. 横型FET (高周波、極限環境デバイス)
   2. 横型FET (パワーデバイス
5. β-Ga2O3ショットキーバリアダイオード (SBD)
6. まとめ
• 質疑応答

第3部 ダイヤモンドパワー半導体の現状と結晶成長、デバイス作製技術の研究動向

(2023年9月12日 14:40〜16:10)

　ダイヤモンド半導体は、パワー半導体として30年以上期待されてきましたが、最近、ようやく、MOSFET技術、大口径ダイヤモンドウェハ技術が開発され、現実的になってきました。 　講演では、分野外の方にもわかるように、できるだけ平易なところから、最近の進展や動向までわかりやすく解説いたします。

1. ダイヤモンド半導体はなぜ注目されているか
   1. ダイヤモンドの物性
   2. ダイヤモンド半導体の応用の可能性
2. ダイヤモンドの結晶成長
   1. 高温高圧合成法
   2. マイクロ波CVD法
   3. ヘテロエピタキシャル法
3. ダイヤモンド半導体デバイス
   1. ドーピング技術
   2. ゲート絶縁膜
   3. ダイヤモンドMOSFET作製
   4. DC特性
   5. パワー特性
   6. スイッチング特性
   7. 信頼性試験 (ストレス特性)
   8. RF特性
4. 今後の課題
• 質疑応答