SiCパワー半導体・ウェハ開発の現状と高品質化・低コスト化への課題

現状150mm口径のSiC単結晶ウェハが市販されており、ここ数年の間には200mm口径ウェハの製造が開始されることがアナウンスされている。これを機にxEV向けのSiCパワーデバイスの本格量産が始まるとされる。パワー半導体向けには、その電子物性の優位性から4H-SiC単結晶ウェハが使用される。市販の4H-SiC単結晶ウェハを用いて、既に、高速・低損失のSiCショットキー障壁ダイオード (SBD) 、金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ (MOSFET) が製造・販売され、鉄道車両や産業機器に搭載されているが、SiCパワーデバイスのさらなる高性能化・高信頼性化、そして低コスト化には、そこで使用されているSiC単結晶ウェハのさらなる高品質化・低コスト化が必要不可欠である。 　本講演では、SiCパワー半導体開発の最前線を紹介すると共に、SiC単結晶ウェハの開発状況・ビジネス展開について解説し、SiC単結晶ウェハ開発において今後取り組むべき技術課題を議論する。

1. SiCパワー半導体開発の背景
   1. 環境・エネルギー技術としての位置付け
   2. SiCパワー半導体開発がもたらすインパクト
2. SiCパワー半導体開発の歴史
   1. SiCパワー半導体開発の黎明期
   2. SiC単結晶成長とエピタキシャル成長のブレイクスルー
3. SiCパワー半導体開発の現状と動向
   1. SiCパワー半導体の市場
   2. SiCパワー半導体関連の学会・業界動向
   3. SiCパワー半導体関連の最近のニュース
4. SiC単結晶の物性的特徴と各種デバイス応用
   1. SiC単結晶とは?
   2. SiC単結晶の物性と特長
   3. SiC単結晶の各種デバイス応用
5. SiCパワーデバイスの最近の進展
   1. SiCパワーデバイスの特長
   2. SiCパワーデバイス (SBD、MOSFET) の現状
   3. SiCパワーデバイスのシステム応用
6. SiC単結晶のバルク結晶成長
   1. SiC単結晶成長の熱力学
   2. 昇華再結晶法
   3. 溶液成長法
   4. 高温CVD法 (ガス法)
   5. その他成長法
7. SiC単結晶ウェハの加工技術
   1. SiC単結晶ウェハの加工プロセス
   2. SiC単結晶の切断技術
   3. SiC単結晶ウェハの研磨技術
8. SiC単結晶ウェハ上へのSiCエピタキシャル薄膜成長技術
   1. SiCエピタキシャル薄膜成長技術の概要
   2. SiCエピタキシャル薄膜成長装置の動向
9. SiC単結晶のポリタイプ制御
   1. SiC単結晶のポリタイプ現象
   2. 各種ポリタイプの特性
   3. SiC単結晶成長におけるポリタイプ制御
10. SiC単結晶中の拡張欠陥
    1. 各種拡張欠陥の分類
    2. 拡張欠陥の評価法
11. SiC単結晶のウェハ加工
    1. ウェハ加工の技術課題
    2. ウェハ加工技術の現状
12. SiCエピタキシャル薄膜成長
    1. エピタキシャル薄膜成長の技術課題
    2. エピタキシャル薄膜成長技術の現状
13. SiC単結晶ウェハの電気特性制御
    1. 低抵抗率SiC単結晶ウェハの必要性
    2. 低抵抗率SiC単結晶ウェハの技術課題と現状
14. SiC単結晶ウェハの高品質化
    1. マイクロパイプ欠陥の低減
    2. 貫通転位の低減
    3. 基底面転位の低減
15. まとめ
16. Q&A