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| 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 |
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| 【第1編 次世代パワー半導体の研究開発動向】 |
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| 第1章 | SiCパワー半導体 |
| 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 |
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| 第2章 | GaNパワー半導体 |
| 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 |
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| 第3章 | ダイヤモンドパワー半導体 |
| 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 |
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| 【第2編 パワーデバイス開発の最前線】 |
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| 第1章 | SiCパワーデバイスの研究開発 |
| 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 |
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| 第2章 | GaNパワーデバイスの研究開発 |
| 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 |
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| 第3章 | ダイヤモンドパワーデバイスの研究開発 |
| 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 |
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| 第4章 | パワーデバイスの実装技術の研究動向 |
| 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 |
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| 【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】 |
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| 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 |
| 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 |
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| 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 |
| 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 |
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| 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 |
| 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 |
