TOP セミナー 書籍 社内研修 セミナーQ&A 書籍Q&A お問い合せ 会社概要


ご購入またはご試読は、画面下の「書籍購入」あるいは「書籍試読申込」ボタンから  
SiCパワーデバイスの開発と最新動向    
-普及に向けたデバイスプロセスと実装技術-
[コードNo.12STA089]

■監修/ 岩室憲幸
■体裁/ B5判上製本 361ページ
■発行/ 2012年10月30日 S&T出版(株)
■定価/ 64,800円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-907002-06-0
 
普及が加速するSiCパワーデバイス技術。トランジスタ、ダイオード、モジュール、結晶成長・加工、実装、応用展開を解説。

著者

岩室憲幸富士電機(株)((独)産業技術総合研究所 出向)
中野佑紀ローム(株)
原田信介(独)産業技術総合研究所
古川彰彦三菱電機(株)
今泉昌之三菱電機(株)
大森達夫三菱電機(株)
矢野裕司奈良先端科学技術大学院大学
吉川正信(株)東レリサーチセンター
先崎純寿(独)産業技術総合研究所
二本木直稔インフィニオン テクノロジーズ ジャパン(株)
築野孝住友電気工業(株)
浅野勝則関西電力(株)
辻崇富士電機(株)((独)産業技術総合研究所 出向)
中山浩二関西電力(株)
匹田政幸九州工業大学
渡邉純二九州工業大学
加藤正史名古屋工業大学
高尾和人(株)東芝
徳田人基住友電気工業(株)
石川佳寛(株)ADEKA
門田健次電気化学工業(株)
大谷昇関西学院大学
宇治原徹名古屋大学
藤本辰雄新日本製鐵(株)
高橋宏和トーヨーエイテック(株)
岩井利光トーヨーエイテック(株)
星山豊宏トーヨーエイテック(株)
加藤智久(独)産業技術総合研究所
山口桂司京都工芸繊維大学
佐藤誠(株)ノリタケカンパニーリミテド
佐野泰久大阪大学
有馬健太大阪大学
山内和人大阪大学
石田夕起(独)産業技術総合研究所
土田秀一(財)電力中央研究所
齋藤真芝浦工業大学
伊瀬敏史大阪大学

目次

第1章SiC パワーデバイス最新技術と今後の展開
1シリコンパワーデバイスの最新動向
1.1シリコンMOSFET の最新動向
1.2シリコンIGBT の最新動向
2SiC パワーデバイス開発の現状と将来動向
2.1ワイドバンドギャップ半導体の特徴
2.2SiC-MOSFET かSiC-IGBT か
2.3SiC-MOSFET デバイス、プロセスの課題
3SiC パワーデバイスを支える周辺技術
第2章SiC トランジスタ要素技術と最新動向
第1節超低損失SiC トレンチMOSFET
1トレンチエッチングプロセス
2MOS 界面電気的特性の面方位依存性
3トレンチ底部電界緩和構造
4超低損失化
第2節ノーマリーオフ型SiC-MOSFET
1SiC-MOSFET の基本設計
2ゲート酸化膜特性
2.1チャネル移動度
2.2しきい値電圧
2.3しきい値電圧安定性
2.4ゲートリーク電流
2.5信頼性
3DIMOSFET
4IEMOSFET
5IEMOSFET の特性
第3節電流センス機能搭載SiC-MOSFET
1電流センス機能搭載SiC-MOSFET の作製
2電流センス機能搭載SiC-MOSFET の電気特性
3SiC-IPM 技術
第4節MOS 界面欠陥の低減技術と高品質化
1POCl3 アニールしたMOS デバイスの作製
2POCl3 アニールによるMOS 界面特性の改善
3POCl3 アニールした酸化膜の絶縁破壊特性と信頼性
4NO アニールとPOCl3 アニールの組み合わせ効果
4.1NO とPOCl3 アニールの組み合わせ処理をしたMOS デバイスの界面特性
4.2NO とPOCl3 アニールの組み合わせ処理による酸化膜への電子注入耐性の向上
第5節SiC パワーデバイスの欠陥解析・観察技術
1SiC 結晶評価技術
2結晶欠損解析技術
2.1イメージングPL 法及びTEM 観察の組み合わせによる4H-SiC エピタキシャル層の結晶欠陥評価
2.2イメージングPL 法と放射光X 線トポグラフ法の組み合わせによる4H-SiC エピタキシャル層の欠結晶陥評価
3SiC パワーデバイスの物性評価技術
3.1顕微ラマン分光法による4H-SiC MOSFET の応力評価
3.2カソードルミネッセンス(CL)法による4H-SiC MOSFETのイオン注入誘起欠陥の評価
4素子接合界面評価技術
5今後の課題・展望
第6節SiC ゲート絶縁膜の高信頼性化
1SiC ゲート絶縁膜形成技術とSiC MOS 特性
1.1熱酸化法と堆積法
1.2熱酸化法とSiC MOS 界面特性
1.3SiC ゲート絶縁膜信頼性の形成法依存
1.3.1高温ドライ酸化により形成されたSiC ゲート絶縁膜信頼性
1.3.2SiC ゲート絶縁膜形成後の窒化処理及び水素処理の効果
2SiC ゲート絶縁膜信頼性評価技術
2.1SiC ゲート絶縁膜信頼性評価に関する問題点
2.2面積スケーリング則を用いたSiC ゲート絶縁膜信頼性評価
2.3SiC ゲート絶縁膜の絶縁破壊要因
2.4発光解析による絶縁破壊箇所の同定
2.5CMP 研磨によるSiC ウエハ表面平坦化の効果
第7節SiC-JFET
1SiC-JFET の特徴
1.1アドバンテージ及びディスアドバンテージ
1.2ピンチオフ電圧(VPI)とオン抵抗(RON*A)
1.3静特性
2カスコード接続
2.1カスコード接続の原理
2.2JFET の直接駆動
2.3静特性
2.4動特性
2.5サマリー
3パワー密度へのアプローチ
3.1電流密度とパワー密度
3.2回路構成
3.3パワー密度及び効率
4今後の課題及び動向
第8節RESURF 型JFET
1RESURF 型FET の構造
2RESURF 型FET の作製プロセス
3RESURF 型FET の特性
3.1静特性
3.2動特性
4まとめと今後の展開
第9節SiC-GCT
1要素技術
1.1素子構造
1.2電界緩和構造
1.3ライフタイム制御
2静特性
2.1出力特性
2.2耐電圧特性
3動特性
4耐量
4.1可制御オン電流
4.2サージオン電流
5SiCGT 信頼性
6SiCGT の適用装置
第3章SiC ダイオード要素技術と最新動向
第1節1200 V、600 V クラスSiC-SBD
1素子構造
2静特性
3動特性
4インバータ回路としての損失改善効果
5アバランシェ耐量
6長期信頼性
第2節SiC-PiN ダイオード
1SiC-PiN ダイオードの要素技術(工程プロセス等)
2高耐電圧化技術
3PiN ダイオードの電気特性評価技術
4今後の課題と展望
第3節SiC ショットキーバリアダイオードの電流-電圧特性
1SiC ショットキーバリアダイオード(SiC-SBD)
2SiC-SBD の電流-電圧特性のモデル化と理論式
3高温、高電界での電流-電圧特性および直流特性
4SiC-SBD の高耐圧化、大面積化、課題
5SiC-SBD の電流電圧特性と応用
第4節陽極酸化欠陥抑制法によるn型4H-SiCショットキーダイオードの整流特性改善
1陽極酸化欠陥抑制法(PDA)の原理
2PDA による効果
2.1実験手法
2.2実験結果
第4章SiC パワーモジュール要素技術と最新動向
第1節SiC-PiN ダイオードとSi-IEGT のハイブリッドペアモジュール
1構造
2電気特性
2.1静特性
2.2動特性
2.3スイッチング損失の低減効果
3大電力変換器への適用効果
第2節200℃動作SiC スイッチングモジュール
1SiC モジュール構造
1.1形状検討
1.2SiC チップ/DBC 回路基板接合材料
1.3DBC 回路基板/Cu ヒートスプレッダ接合材料
1.4各部温度検討
2実装プロセスフロー
3接合評価
4高温環境試験
5まとめ
第5章実装部材の特性
第1節SiC パワーモジュール向け耐熱絶縁封止材料
1SiC パワー半導体を想定した封止材料の開発
2SiC パワー半導体用封止材「ナノテクレジン BYX-001G」「ナノテクレジン BYX-001」の材料特性
2.1熱重量減少-示唆熱分析法(TG-DTA)を用いた「BYX-001G」の耐熱評価
2.1.1不活性ガスフロー下におけるTG-DTA
2.1.2エアーフロー下におけるTG-DTA
2.1.3小澤法によるBYX-001G の短熱分解機構に関する考察
2.2高分解能29Si-NMR(核磁気共鳴)を用いた「BYX-001G」の耐熱性評価
2.3高温保持における「BYX-001G」の熱重量減少、硬さ、外観形状の変化に関する評価
2.3.1「BYX-001G」の定温保持後の熱重量減少に関する評価
2.3.2「BYX-001G」の定温保持後の硬さ、外観変化に関する評価
2.4「BYX-001」の絶縁性に関する評価
3「ナノテクレジン BYX-001G」「ナノテクレジン BYX-001」で封止したパワーモジュール実装品の高温耐熱性の評価
3.1Si-IGBT を用いた6 in 1 箱型モジュールの信頼性試験
第2節SiC パワーデバイス向け放熱部材
1パワーモジュールに用いられる放熱部材
1.1パワーデバイスの構造と放熱部材
1.2放熱部材の特徴比較
1.3Tj を決める要因
2SiC における課題と対応策
2.1SiC の適正Tj
2.2放熱部材に要求される耐熱性
2.3封止樹脂の熱伝導率
第6章SiC 単結晶成長技術
第1節SiC 単結晶成長技術の開発動向
1SiC 単結晶開発の現状
2SiC 単結晶のデバイスへの応用と結晶欠陥
第2節SiC 結晶の溶液成長技術
1結晶成長方法
1.1溶液成長の基礎
1.2TSSG(Top-seeded solution growth)法
2SiC 溶液成長の現状
2.1高品質化
2.2高速成長
2.3多形制御
2.4大型化に向けた技術(雑晶抑制、成長表面平坦化など)
2.5その他の試み
第3節昇華再結晶法による大口径SiC 単結晶ウェハ製造技術
1大口径SiC 単結晶成長法としての昇華再結晶法
24H-SiC 単結晶成長の安定化
3相転移現象としてのSiC 単結晶成長の理解
4大口径SiC 単結晶ウェハの転位欠陥低減化
第7章SiC 結晶の切断・研磨技術
第1節SiC 単結晶ウェハのスライシング技術
1SiC 単結晶のスライシング
1.1マルチワイヤソーの加工方式比較
1.2固定砥粒方式による加工の特長
2SiC 単結晶スライシングの課題
2.1高精度加工への対応
2.2高能率加工への対応
2.3ピースコスト削減への対応
3課題に対する対応事例
3.1高精度加工技術
3.1.1適正で均一な研削力
3.1.2ワイヤの高速走行
3.1.3高い熱剛性
3.1.4高剛性ゴニオメータの採用
3.1.5多様な可変制御機能
3.2高能率加工技術
3.2.1高速バック& フォース
3.2.2加工熱への対応
3.3ピースコスト削減技術
3.3.1ワイヤの滑り防止
3.3.2ワイヤのねじれ防止
3.3.3クーラント供給量、性状の安定化
3.3.4ワイヤ張力変動の低減
4加工事例
第2節SiC ウェハの研磨技術
1SiC ウェハ研磨の概要
2代表的な加工法と特徴
2.1ラップ加工
2.2研削加工
2.3CMP
3加工面の評価
3.1加工変質層の特徴と評価手法
4SiC ウェハの研磨技術における今後の課題
第3節単結晶SiC 基板の紫外光支援加工
1光化学の概要と応用
2紫外光支援加工における単結晶SiC 基板の加工モデル
3紫外光支援加工によるSiC 単結晶の鏡面加工
3.1実験方法および実験条件
3.2紫外光照射による効果の検証
3.3CeO2 粒子を使用したSiC 単結晶の鏡面研磨
第4節SiC 単結晶の酸化剤援用研磨
1酸化還元電位・pH と研磨性能
1.1研磨試験方法
1.2研磨試験結果
1.3考察
2セリア砥粒による酸化剤援用研磨
2.1試験方法
2.1.1研磨試験方法
2.1.2砥粒の表面分析方法
2.2試験結果と考察
2.2.1研磨試験の結果と考察
2.2.2砥粒の表面分析の結果と考察
3セリア砥粒による酸化剤援用研磨のメカニズムとまとめ
第5節SiC 基板表面の原子レベル平坦化技術
1触媒表面基準エッチング(CAtalyst-Referred Etching;CARE)法
2CARE 平坦化加工装置
3平坦化加工表面粗さ
3.1顕微干渉計による評価
3.2原子間力顕微鏡による評価
3.3走査トンネル顕微鏡による評価
3.4電子顕微鏡による評価
4平坦化加工速度
4.1オフ角依存性
4.2圧力依存性
4.3回転数依存性
4.4高加工速度条件における平坦化実験
第8章SiC のエピタキシャル成長技術
第1節SiC エピタキシャル成長と巨大ステップバンチングの生成メカニズム
1SiC エピ成長のための条件
2巨大ステップバンチングの生成メカニズム
2.14H-SiC におけるGSB の発生条件
2.2GSB 発生メカニズムの検討
2.3Schwoebel 効果
2.4クラスター効果
第2節厚膜SiC エピタキシャル成長と欠陥制御
1高速、厚膜 4H-SiC エピ成長
2欠陥評価と低減技術
2.1点欠陥
2.2拡張欠陥
第9章SiC パワーデバイスの応用展開
第1節太陽光発電システム・パワーコンディショナへの応用展開
1SiC-MOSFET のスイッチング特性
2効率特性
3雑音端子電圧特性
4放射電界強度特性
5EMI ノイズ対策例
第2節次世代高圧電力変換システムの応用展開
1SiC デバイスの次世代高圧電力変換システムへの適用効果
2一次電圧13.8 kV、二次電圧465√3V の単相1 MVA 半導体変圧器
2.1SiC を用いた10 kV MOSFET およびダイオードの特性
2.2モジュールの構成
2.3単相変圧器の試験特性
3FREEDM システム
4SiC インバータの長時間運転特性
5まとめ



SSL グローバルサインのサイトシール
FAXでもお申し込みいただけます。FAXお申し込み用紙(PDF)を印刷いただき、必要事項をご記入のうえ
 弊社までご送信ください。(FAX番号は、お申込用紙に印刷されています)
※PDF形式のファイルをご覧頂くための Adobe Reader は、アドビ システムズ社から無償提供されています。
                Adobe Reader 最新版ダウンロードはこちらから
■ お問い合わせの前に『よくあるご質問(書籍)』をご一読下さいませ ■
■ セミナー・講習会のご案内はこちらでございます ■