- 序論 次世代パワー半導体の技術戦略と実用化に向けた展望
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1. はじめに
2. 21世紀社会におけるエレクトロニクスの多様化
3. パワーエレクトロニクスの重要性
4. システム応用からのワイドギャップ半導体パワーデバイスへの要求
5. パワーデバイス開発の現状と今後の課題
6. 今後のパワーエレクトロニクス革新への展望
7. まとめ
- 【第1編 次世代パワー半導体の研究開発動向】
第1章 SiCパワー半導体
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総説 SiCパワー半導体開発の現状と課題
1. SiCパワー半導体への期待
2. パワー半導体SiC開発の歴史
3. SiC開発のブレークスルー─ステップ制御エピタキシー
4. SiCパワーデバイス実用化への道
5. SiCパワー半導体開発の現状と課題
6. 将来展望
第1節 結晶加工・プロセス技術
1.1 結晶成長技術
1 大口径・高品質SiCバルク単結晶の製造技術開発
1. はじめに
2. 種付き昇華再結晶法によるSiCのバルク単結晶成長
3. 種付き昇華再結晶法以外のSiCのバルク単結晶成長方法
4. SiCバルク単結晶の電気特性制御
5. SiC単結晶中の結晶欠陥
6. おわりに
2 高速4H─SiCエピタキシャル成長技術の開発
1. はじめに
2. 縦型SiCエピタキシャル成長装置、実験方法
3. 高速成膜
4. 大面積均一性
5. 膜質評価
6. まとめと今後の課題
1.2 デバイス作製のプロセス技術
1 SiC単結晶の高精度基板加工技術の開発
1. はじめに
2. 基板加工の流れ
3. 粗加工
4. CMP加工
5. まとめ
2 PCVMを用いたSiC基板の薄化
1. はじめに
2. PCVMの概念
3. PCVMによるSiCの基本加工特性
4. PCVMによるSiC基板の薄化
5. まとめと今後の展望
第2節 評価技術
2.1 電子顕微鏡による欠陥微細構造評価
1. はじめに
2. 透過型電子顕微鏡法による非c面成長結晶中の欠陥微細構造観察
3. 高分解能透過型電子顕微鏡法による6H─SiC中のグラファイト偏析粒子解析
4. 極微細エッチピット／走査型電子顕微鏡による転位微細構造観察
5. おわりに
2.2 光学的アプローチによる6H─SiC単結晶中の欠陥評価
1. はじめに
2. 光学的アプローチ
3. 構造特性評価
4. 光学特性評価
5. まとめ
- 第2章 GaNパワー半導体
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総説 GaNパワー半導体開発の現状と課題
1. はじめに
2. ワイドバンドギャップ半導体と性能指数
3. GaNの現状と課題
4. まとめ
第1節 結晶加工・プロセス技術
1.1 NaフラックスLPE法による高品質GaN結晶育成技術
1. はじめに
2. Naフラックス法における結晶核発生制御技術
3. 溶液撹拌による溶液状態制御技術
4. まとめと今後の展望
1.2 MOCVD法によるSi（110）基板上へのGaNの成長
1. はじめに
2. 実験について
3. 実験結果と考察
4. おわりに
第2節 評価技術
2.1 GaN自立基板上GaNのトラップ評価
1. はじめに
2. n GaNショットキーダイオードによるトラップ評価
3. GaN pnダイオードによるトラップ評価
4. GaN MOS構造によるトラップ評価
5. おわりに
2.2 GaNヘテロ接合のノイズスペクトロスコピー
1. はじめに
2. 評価方法
3. GaNヘテロ接合の1／fゆらぎ
4. GaNヘテロ接合のGRゆらぎ、RTSゆらぎ
5. GaNのデバイスプロセス評価
6. GaN HFET発振器の周波数ゆらぎ評価
7. まとめ
- 第3章 ダイヤモンドパワー半導体
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総説 ダイヤモンドパワー半導体開発の現状と課題─ダイヤモンド関連技術現況と応用状況を中心に─
1. はじめに
2. ダイヤモンドの特性
3. ダイヤモンドの種類
4. ダイヤモンドを使うための技術
5. ダイヤモンドの素材状況
6. おわりに
第1節 結晶加工・プロセス技術
1. 1種結晶から直接薄板状のダイヤモンド単結晶の製造技術の開発
1. はじめに
2. プラズマCVD法による単結晶ダイヤモンドバルク合成
3. 板状ダイヤモンドの合成方法
4. おわりに
1.2 高出力マイクロ波プラズマCVD法を用いた高品質ダイヤモンド薄膜の合成
1. はじめに
2. 高圧合成（001）基板上の高品質ダイヤモンド薄膜合成
3. （001）微斜面基板における高品質膜の成長
4. 高品質ダイヤモンド自立膜の作製
5. おわりに
第2節 評価技術─放射光軟X線分光法によるホウ素注入ダイヤモンドのバンドギャップ観察─
1. はじめに
2. ホウ素注入ダイヤモンドの軟X線発光・吸収測定
3. 軟X線スペクトルと分子軌道法による解析
4. まとめ
- 【第2編 パワーデバイス開発の最前線】
第1章 SiCパワーデバイスの研究開発
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総説 SiCパワーデバイス技術開発の現状と展望
1. はじめに
2. SiCパワーデバイスの製造プロセスの現状と問題点
3. SiCパワーデバイスの現状
4. SiCパワーデバイスの応用例
5. おわりに
第1節 高性能4H─SiC SBD、MOSFETの開発と高温動作SiC IPM
1. 4H─SiC SBD
2. SiC MOSFET
3. 4H─SiCトレンチMOSFET
4. SiC IPM
5. まとめ
第2節 4H─SiC（0001）面上に作製した高チャネル移動度を有するSiC─DMOSFETの開発
1. 研究背景
2. 実験方法
3. 結果と考察
4. まとめ
- 第2章 GaNパワーデバイスの研究開発
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総説 GaNパワーデバイス技術開発の現状と展望
1. はじめに
2. GaNパワーデバイスの必要性
3. ノーマリーオフ型FETの現状
第1節 GaNナチュラルスーパージャンクションダイオードの開発
1. はじめに
2. 耐圧モデル（ナチュラルスーパージャンクション）の提案
3. デバイスシミュレーションによる検証
4. デュアルリセス型ダイオードによる検証
5. まとめ
第2節 GaNパワーデバイスMOSFET・HFETの開発と高性能化
1. はじめに
2. AlGaN／GaN HFETの開発動向の概要
3. Si基板上GaNエピウエハを用いたAlGaN／GaN HFETの特性
4. GaN MOSFETの開発動向
5. まとめ
- 第3章 ダイヤモンドパワーデバイスの研究開発
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総説 ダイヤモンドパワーデバイス技術開発の現状と展望
1. はじめに
2. ダイヤモンドの特徴
3. 材料開発の現状と展望
4. デバイス開発の現状と展望
第1節 高周波高出力ダイヤモンドMOSFETの開発
1. はじめに
2. 水素終端表面に作製したダイヤモンドFET
3. ダイヤモンドMOSFETのデバイス動作
4. まとめ
第2節 冷却フリーパワーデバイスに向けた高温動作ダイオード整流素子の開発
1. はじめに
2. パワーデバイス応用としての性能予測と高温での低損失化
3. 広い障壁高さ選択性によるリーク低減と低損失化
4. 高温安定なダイヤモンド／ショットキー電極界面
5. 今後の展開
6. まとめ
- 第4章 パワーデバイスの実装技術の研究動向
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1. はじめに
2. 実装技術の現状
3. パワーデバイスの信頼性評価試験
4. パワーデバイスの信頼性評価解析
5. これからの課題
6. おわりに
- 【第3編 次世代パワーデバイスの本格導入を見据えた各界の動向】
第1章 省エネ革命の主要デバイスとして注目される次世代パワー半導体
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1. 地球規模での省エネが求められている
2. Siのパワー半導体からSiCやGaN
3. 次世代パワー半導体市場動向
4. おわりに
- 第2章 パワーデバイス技術革新がもたらす産業界へのインパクト
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第1節 データセンタのグリーン化に向けたパワー半導体への期待
1. はじめに
2. データセンタの概要と構成、および課題
3. ICTシステム分野の省エネルギー・高効率化施策
4. まとめ
第2節 産業用モータドライブの高性能化
1. モータドライブ技術とその歴史
2. インバータにおけるパワーデバイスの貢献と弊害
3. 次世代パワーデバイスへの期待
4. おわりに
第3節 SiCを用いた太陽光発電用インバータの開発
1. はじめに
2. SiCパワーデバイスの利点
3. SiCダイオードを適用した太陽光発電用インバータ
4. 開発インバータの性能評価
5. 実用化の課題と今後の展望
第4節 原子力発電プラントにおける高耐熱性・高耐放射線性が両立可能な半導体回路への期待
1. はじめに
2. 計測制御設備の概要
3. 革新的半導体回路への期待
4. まとめ
- 第3章 次世代パワーデバイスブレークスルーのためのプロジェクト
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第1節 グリーンITとグリーンパワエレ技術
1. はじめに
2. 次世代パワーエレクトロニクスの展開と役割─社会・情報・エネルギーの接点─
3. 「グリーンパワエレ技術」─COCNのSiC半導体による次世代パワーエレクトロニクスへの提言─
4. おわりに
第2節 「窒化物半導体を用いた低消費電力型高周波デバイスの開発」プロジェクトの概要
1. はじめに
2. プロジェクトの背景
3. プロジェクト推進方針と研究開発項目
4. 研究開発目標と成果の概要
5. まとめ
