酸化ガリウムの基板製造・薄膜結晶成長技術およびパワーデバイスの開発動向

~期待を集めるGa2O3デバイスの基礎から開発事例、課題・展望を解説~
~さらに、新規材料、二酸化ゲルマニウム(GeO2)の可能性も解説~

次世代のパワー半導体として注目と期待を集める酸化ガリウムパワーデバイス。
基礎・応用研究、製品・事業開発の最前線で活躍する3名の講師がその魅力と課題、今後の展望を議論します。

セミナープログラム

第1部 「酸化ガリウムの基礎とパワーデバイスの開発動向」(10:30-14:20) ※12:00~12:50は昼食休憩

大阪公立大学 大学院工学研究科 電子物理系専攻 教授
(国研)情報通信研究機構 未来ICT研究所 小金井フロンティア研究センター
グリーンICTデバイス研究室 室長(兼務) 東脇 正高 氏

【講演趣旨】
 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します。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ちます。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おります。
 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、講師グループおよび講師共同研究グループの開発成果を中心に解説いたします。  

【プログラム】
 1.はじめに
   1.1 Ga2O3の材料的特徴(SiC, GaNとの比較から)
   1.2 将来的なGa2O3デバイスの用途
 2.Ga2O3エピタキシャル薄膜成長技術
   2.1 MBE成長
   2.2 HVPE成長
   2.3 MOCVD成長
 3.Ga2O3トランジスタ開発
   3.1 横型フィールドプレートMOSFET
   3.2 横型ノーマリーオフMOSFET
   3.3 横型高周波MOSFET
   3.4 縦型MOSFET
   3.5 海外機関のGa2O3トランジスタ開発動向
 4.Ga2O3ショットキーバリアダイオード (SBD) 開発
   4.1 HVPE成長したドリフト層を有する縦型SBD
   4.2 縦型フィールドプレートSBD
   4.3 海外機関のGa2O3ダイオード開発動向
 5.まとめ、今後の課題

【得られる知識】
 ・Ga2O3物性の基礎知識
 ・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)などの
  各種要素技術開発の現状と今後に向けた課題等に関する情報


第2部 「ノベルクリスタルテクノロジー社における開発の現状と今後」(14:30~15:30)

(株)ノベルクリスタルテクノロジー 取締役 CTO 佐々木 公平 氏

【講演趣旨】
 酸化ガリウム(β-Ga2O3)は、その大きな絶縁破壊電界強度と、高品質な単結晶基板を安価に製造できるという特徴から、次世代のパワーデバイス材料として注目が集まっている。本講演では、当社が開発を進めるβ-Ga2O3単結晶基板、エピタキシャル成長、ショットキーバリアダイオード、トランジスタの最新状況を紹介する。

【プログラム】
 1.ノベルクリスタルテクノロジーについて
 2.β-Ga2O3パワーデバイスの魅力
 3.単結晶基板、エピタキシャル成長技術
   3.1 4インチ単結晶基板
   3.2 4インチエピタキシャルウェハ
 4.パワーデバイス応用
   4.1 ショットキーバリアダイオード
   4.2 トランジスタ
 5.まとめ

【得られる知識】
 ・β-Ga2O3単結晶基板、エピタキシャル成長技術の最新動向
 ・ノベルクリスタルテクノロジー社が進めるβ-Ga2O3ショットキーバリアダイオード製品化の最新状況


第3部 「酸化ガリウムの弱点克服と、新しい材料:二酸化ゲルマニウム(GeO2)」(15:40~16:40)

立命館大学 総合科学技術研究機構 教授 金子 健太郎 氏

【講演趣旨】
 酸化ガリウムには主に以下の弱点がありました。
 (1)熱伝導率がきわめて小さい
 (2)市販化のためのコストがかかる
 (3)p型が作製出来ない
 前半は(1)~(3)の克服過程についてお話をします。後半はこれらの欠点を克服し、さらに大きな可能性を秘めた新材料である二酸化ゲルマニウム(GeO2)の開発状況のお話をします。

【プログラム】
 1.【前半】酸化ガリウムの欠点と、その克服
  ・株式会社FLOSFIAによるデバイス市販化(評価用ボード)
  ・低熱伝導率、高コストの克服
  ・酸化ガリウム(Ga2O3)のp型が実験的理論的に不可能な理由
  ・p型酸化イリジウムを用いたpn接合デバイスの作製
 2.【後半】新しいパワーデバイス材料、二酸化ゲルマニウム(GeO2)の可能性
  ・二酸化ゲルマニウム(GeO2)の可能性
   (バンドギャップ4.6 eV、p型とn型が作製可能(理論予測)、高い移動度、安価に基板作製可能
    酸化ガリウムの2倍の熱伝導率)
  ・なぜ、二酸化ゲルマニウム(GeO2)の薄膜合成はきわめて困難なのか?
  ・世界初の二酸化ゲルマニウム(GeO2)厚膜の合成と高速成長
  ・二酸化ゲルマニウム(GeO2)のバンドギャップ変調
  ※本講演は公開情報のみの発表となります。予めご了承ください。

【得られる知識】
 ・市販された酸化ガリウムの弱点克服過程、酸化ガリウムの次の世代の材料についての知識

【ご受講をおすすめする方】
 ・基礎研究に熱意がある方

セミナー講師

大阪公立大学 大学院工学研究科 電子物理系専攻 教授
(国研)情報通信研究機構 未来ICT研究所 小金井フロンティア研究センター
グリーンICTデバイス研究室 室長(兼務) 東脇 正高 氏
平成10年 大阪大学大学院基礎工学研究科博士後期課程修了、博士(工学)
平成10-12年 日本学術振興会 博士特別研究員
平成12年 郵政省通信総合研究所 研究員 [平成16年4月 情報通信研究機構に改組]
平成16年 情報通信研究機構 主任研究員
平成19-22年 米国カリフォルニア大学サンタバーバラ校 プロジェクト研究員(情報通信研究機構より転籍出向)
平成22年 情報通信研究機構へ復帰 主任研究員
平成24年 情報通信研究機構 総括主任研究員
平成25年 情報通信研究機構 未来ICT研究所 グリーンICTデバイス先端開発センター センター長
令和3年  情報通信研究機構 未来ICT研究所 小金井フロンティア研究センター グリーンICTデバイス研究室 室長(兼務)
令和4年  大阪公立大学   大学院工学研究科 電子物理系専攻 電子物理工学分野 教授 現在に至る

(株)ノベルクリスタルテクノロジー 取締役 CTO 佐々木 公平 氏
2006年 長岡技術科学大学工学研究科 修士課程修了。株式会社タムラ製作所入社。
2009年より 酸化ガリウムのエピタキシャル成長、バルク成長、パワーデバイス開発に従事。
2016年 京都大学へ論文を提出することにより学位授与。
2018年 (株)ノベルクリスタルテクノロジーに転籍。開発部長。
2019年より同社取締役CTO。

立命館大学 総合科学技術研究機構 教授 金子 健太郎 氏
2013年 京都大学大学院工学研究科電子工学専攻博士課程修了
      博士(工学) 日本学術振興会特別研究員(PD)
2014年 京都大学大学院工学研究科 助教
2018年 同 講師
2022年 立命館大学 総合科学技術研究機構 教授

セミナー受講料

定価:49,500円(オンライン受講価格:39,600円)

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特別割引価格:
1名:46,970円(オンライン受講価格:37,620円)
2名:49,500円(1名分無料:1名あたり24,750円)
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※オンライン受講価格は、Live/アーカイブ/オンデマンドの受講を1名様でお申込みいただいた場合の価格です。複数お申込みでは適用されません。

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