次世代パワーデバイス応用に向けたパワーデバイス応用に向けた酸化ガリウム半導体、、材料・デバイスの基礎及び今後の展開
開催日 |
12:30 ~ 16:30 締めきりました |
---|---|
主催者 | 株式会社 情報機構 |
キーワード | 半導体技術 |
開催エリア | 東京都 |
開催場所 | 【新宿区】新宿文化センター |
交通 | 【地下鉄】東新宿駅 |
★大口径かつ高品質な単結晶基板を、安価かつ簡便に作製可能! SiC, GaNに続く次世代パワー半導体として昨今注目の酸化ガリウム (Ga2O3) のポテンシャル、課題及び最新研究開発動向等について解説します。
講師
国立研究開発法人情報通信研究機構 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 博士(工学) 東脇 正高 先生
受講料
1名41,040円(税込(消費税8%)、資料付)
*1社2名以上同時申込の場合 、1名につき30,240円
*学校法人割引 ;学生、教員のご参加は受講料50%割引。
セミナーポイント
次世代パワー半導体の研究開発は、現状では炭化ケイ素(SiC)や窒化ガリウム(GaN)が主流となっており、一部実用化もされていますが、大口径かつ高品質な結晶を作るのが難しく、コスト面で課題があります。
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っており、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。特に米国では、パワー半導体用途に向け、酸化ガリウムの研究が盛んに行われている状況です。
本講演では、Ga2O3パワーデバイスの位置づけ・魅力からその性能・ポテンシャル・長短所及び、現在までの材料、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、国内外他機関からの最近の研究開発報告を交えて解説いたします。
○受講対象:
電機メーカー、自動車メーカー、半導体材料・装置メーカーなどの研究開発・企画戦略・生産製造などに携わる方
○受講後、習得できること:
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)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
セミナー内容
1.はじめに
1)Ga2O3の材料的特徴とポテンシャル(SiC, GaNとの比較から)
・酸化ガリウム (Ga2O3) とは?
・主要な半導体とGa2O3の物性値比較
・十分なホール伝導性を有するp-Ga2O3実現に向けた物理的課題
2)将来的なGa2O3デバイスの用途
・SiC, GaNとGa2O3パワーデバイスの比較
・幅広い可能性を有するGa2O3デバイス応用領域
2.Ga2O3バルク融液成長技術、ウェハー製造プロセス
1)単結晶バルク融液成長
・Ga2O3 単結晶バルクの融液成長技術例
・チョクラルスキー Ga2O3 単結晶バルク
・垂直ブリッジマン法によるGa2O3 単結晶バルク育成
・EFG法によるGa2O3単結晶バルク育成
2)単結晶Ga2O3ウェハー
・EFGバルクから作製したGa2O3 ウェハー
3.Ga2O3エピタキシャル薄膜成長技術
1)MBE成長
・オゾンMBE成長
・RFプラズマMBE成長
2)HVPE成長
・Ga2O3薄膜成長用HVPE反応炉
・HVPE成長したGa2O3薄膜の成長速度および膜中不純物
・HVPE成長したSiドープn-Ga2O3薄膜
4.Ga2O3トランジスタの現状・研究開発状況
〜製法・各種要素技術と特徴・性能・課題等〜
1)横型MESFET
2)横型DモードMOSFET
・ディプレッションモードGa2O3 MOSFET ver. 1(MBE成長したSnドープチャネル)
・ディプレッションモードGa2O3 MOSFET ver. 2 (Siイオン注入ドーピングチャネル)
3)横型フィールドプレート (FP) MOSFET
・Ga2O3 FP-MOSFETのデバイス特性
・Ga2O3 FP-MOSFETにおける低熱伝導率のデバイス特性への影響
4)横型EモードMOSFET
・ノンドープGa2O3チャネルを有するEモードMOSFET
・Nドープp-Ga2O3チャネルを有するEモードMOSFET
5)縦型DモードMOSFET (CAVET)
・Mg, Nイオン注入p型ドーピング技術
・縦型ノーマリーオンGa2O3 MOSFET ver. 1 (Mgイオン注入ドレイン電流ブロッキング層)
・縦型ノーマリーオンGa2O3 MOSFET ver. 2(Nイオン注入ドレイン電流ブロッキング層)
6)国内外他機関のGa2O3トランジスタ開発動向
5.Ga2O3ショットキーバリアダイオード (SBD) の現状・研究開発状況
〜製法・各種要素技術と特徴・性能・課題等〜
1)HVPE成長したドリフト層を有する縦型SBD
・室温DCデバイス特性
・DCデバイス特性の動作温度依存性
・スイッチング特性
2)縦型フィールドプレートSBD
・室温DCデバイス特性
・ベンチマーク特性比較
3)国内外他機関のGa2O3ダイオード開発動向
6.まとめ、今後の課題
<質疑応答>