| |
| 第1章 | GaNパワーデバイスの概要・特性・開発動向 |
| 1 | GaNパワーデバイスの歴史 |
| 2 | GaNパワーデバイスの性質 |
| 3 | GaNパワーデバイスの優位性 |
| 4 | GaNパワーデバイスの開発動向 |
| 4.1 | Si基板上へのGaN層ヘテロエピタキシャル成長 |
| 4.2 | Si基板上AlGaN/GaNHEMTの耐圧特性 |
| 5 | GaNパワーデバイスの将来展望 |
|
| 第2章 | GaN結晶成長技術(バルク) |
| 1節 | HVPE法によるGaN結晶育成 |
| 1 | GaN-HVPE法の成長メカニズム |
| 2 | HVPE法による窒化物結晶の成長 |
| 3 | 原料分子制御HVPE成長 |
| 4 | GaN-HVPE成長の現状 |
|
| 2節 | アモノサーマル法によるGaNバルク結晶成長 |
| 1 | ハイドロサーマル法からアモノサーマル法への展開 |
| 2 | アモノサーマル法GaNバルク結晶基板による省エネルギー社会への期待 |
| 3 | アモノサーマル法の歴史 |
| 4 | アモノサーマル法結晶成長技術 |
| 5 | 高温アモノサーマル法GaN結晶成長 |
|
| 3節 | Naフラックス法によるGaN結晶育成 |
| 1 | Naフラックス法によるGaN結晶育成技術 |
| 1.1 | 板状種結晶上のGaN結晶育成技術 |
| 1.2 | 微小種結晶上のGaN結晶育成技術 |
| 1.3 | 将来展望 |
|
| 第3章 | GaN結晶成長技術(エピタキシャル) |
| 1節 | MOVPE-サファイア基板上へのc面GaNの成長メカニズム |
| 1 | サファイア基板上へのGaNの結晶成長 |
| 2 | サファイア基板上GaNの優位性 |
|
| 2節 | ワイドストライプELO-GaN成長とデバイス応用 |
| 1 | 縦型パワー素子用GaN-ELO技術 |
| 1.1 | ELO技術概説 |
| 1.2 | 大ストライプ幅ELO技術 |
| 2 | ELO-GaNを用いた縦型ショットキーダイオード |
| 2.1 | ベース基板の分離 |
| 2.2 | 縦型ショットキーダイオードの作製 |
|
| 3節 | MOVPEによる大口径GaN on Si基板の開発 |
| 1 | GOS基板の構造 |
| 1.1 | GOS基板におけるSi基板 |
| 1.2 | GOS基板におけるバッファ |
| 1.3 | GOS基板におけるHEMT |
| 1.4 | GOS基板の直径 |
| 2 | GOS基板の特性制御 |
| 2.1 | GOS基板の欠陥制御 |
| 2.2 | GOS基板の応力制御および反り制御 |
|
| 4節 | MOCVD-サファイア基板を要しない窒化ガリウム局所形成 |
| 1 | 実験 |
| 2 | SiNx基板へのGaイオンビーム照射 |
| 2.1 | 注入したGaの結合状態 |
| 2.2 | Gaイオン注入したSiNx膜で形成したGaNのアニール効果 |
| 2.3 | Gaイオン照射したSiNxの表面モフォロジー |
| 3 | Gaイオン注入したSiNx基板上へのMOCVD法によるGaN成長 |
| 3.1 | Gaイオン注入の有無によるGaNの選択成長 |
| 3.2 | 成長したGaNの結晶性の評価 |
| 3.3 | 選択成長の機構 |
|
| 第4章 | GaN結晶の物性評価 |
| 1節 | GaN半導体の界面準位評価 |
| 1 | 絶縁膜とGaNおよびAlGaN界面のバンドラインナップ |
| 2 | 界面準位とトランジスタ特性 |
| 2.1 | SiO2/(Al)GaN界面とトランジスタ特性 |
| 2.2 | SiN/(Al)GaN界面とトランジスタ特性 |
| 2.3 | Al2O3/(Al)GaN界面とトランジスタ特性 |
| 2.4 | High-k/(Al)GaN界面とトランジスタ特性 |
| 2.5 | Native-oxides/(Al)GaN界面とトランジスタ特性 |
| 2.6 | 絶縁膜/AlGaN/GaN構造のC-V特性とその解釈 |
| 3 | 課題と展望 |
|
| 2節 | AlGaN/GaNヘテロ構造の欠陥準位評価 |
| 1 | 光容量法による欠陥準位評価の特徴 |
| 2 | AlGaN/GaNヘテロ構造の欠陥準位評価 |
| 2.1 | 電流コラプス量の異なるAlGaN/GaNヘテロ構造 |
| 2.2 | GaNバッファ層の効果 |
|
| 第5章 | GaN結晶加工 |
| 1節 | GaN結晶基板の超精密加工技術 |
| 1 | 基板加工の流れとCMPの役割 |
| 2 | コロイダルシリカによるCMP技術とGaN基板への応用 |
| 2.1 | コロイダルシリカによるCMP |
| 2.2 | コロイダルシリカによるGaN基板加工の無じょう乱鏡面加工 |
| 3 | GaN基板の加工メカニズムから得た知見と高効率CMPの提案 |
| 3.1 | GaN基板のCMP加工メカニズムに関する一考察 |
| 3.2 | GaN基板の高効率CMPのための新技術 |
| 3.2.1 | 大気アニール処理の導入 |
| 3.2.2 | CMP中のUV照射(紫外線)CMP法 |
| 3.2.3 | 加工環境制御CMP法 |
| 4 | GaN基板の特異な結晶構造と表裏の加工特性―基板の反りコントロール― |
|
| 2節 | GaNやサファイア基板のエッチング装置の開発 |
| 1 | エッチング技術 |
| 1.1 | ウェットエッチング、及びガスエッチング |
| 1.2 | RIE(反応性イオンエッチング) |
| 2 | ドライエッチング装置 |
| 2.1 | CCP |
| 2.2 | ICP |
| 3 | GaNやサファイア基板のエッチング |
| 3.1 | GaNのドライエッチング |
| 3.2 | サファイア基板のドライエッチング |
| 4 | GaNパワーデバイスへのエッチング適用例 |
| 4.1 | GaNのドライエッチング |
| 4.2 | 基板のドライエッチング |
| 5 | 今後の技術展開 |
|
| 3節 | 紫外光励起による材料表面の超平滑化 |
| 1 | 半導体基板の超平滑化研磨技術 |
| 1.1 | CMP(ChemicalMechanicalPolishing) |
| 1.2 | MCP(Mechano-Chemical-Polishing) |
| 1.3 | 化学研磨 |
| 2 | 紫外光励起による半導体の研磨技術 |
| 2.1 | 紫外光励起による半導体基板の研磨技術メカニズム |
| 3 | 紫外光励起研磨技術の実際 |
| 3.1 | SiC単結晶の紫外光励起研磨特性 |
| 3.2 | GaN単結晶の紫外光励起研磨特性 |
| 3.3 | ダイヤモンド単結晶の紫外光励起研磨特性 |
| 3.4 | 紫外光励起研磨技術の今後の展開 |
|
| 4節 | 常温ウェーハ接合装置(GaNを1事例として) |
| 1 | 常温接合の原理と特徴 |
| 2 | 常温接合の応用と接合事例 |
| 3 | 常温ウェーハ接合装置 |
|
| 第6章 | GaNパワーデバイスの応用 |
| 1節 | GaN(窒化ガルウム)系パワー・デバイスの技術動向と応用 |
| 1 | 新材料GaN |
| 2 | GaNのための基板とプロセス |
| 3 | 大量生産でのGaNの信頼性 |
| 4 | ノーマリーオン・デバイス対ノーマリーオフ・デバイス |
| 5 | パッケージの寄生成分を最小化 |
|
| 2節 | GaN系パワーデバイスの性能予測 |
| 1 | デバイス性能の比較について |
| 2 | GaNやSiC材料に適した素子構造 |
| 2.1 | IGBT及びpnダイオード |
| 2.2 | プロセス上の問題点 |
| 2.3 | p形半導体の活性化率および移動度 |
| 2.4 | SJ構造を用いたFET |
| 2.5 | MOS抵抗と基板抵抗 |
| 3 | SiC、GaNおよびSiC材料を用いたパワーデバイスの理論限界 |
| 3.1 | パワースイッチング素子の損失 |
| 3.2 | 絶縁破壊電界Ecの小さい素子と大きい素子の比較 |
| 3.3 | スイッチングデバイスの損失の最適化および発熱密度 |
| 3.4 | Si、SiC、GaNの損失限界の比較 |
| 3.5 | Si、SiC、GaNデバイスの使い分けについて |
| 4 | 回路技術から見た課題 |
|
| 3節 | 縦型GaNデバイスの開発 |
| 1 | 縦型デバイスの基本構造 |
| 2 | 縦型GaNパワーデバイスの開発 |
| 2.1 | プレーナゲート構造縦型GaN-HFET |
| 2.2 | トレンチゲートMISFET |
| 2.3 | その他の報告例 |
| 2.4 | 縦型GaNデバイスの課題 |
| 3 | 縦型ダイオードとGaN基板 |
| 3.1 | ショットキーダイオード |
| 3.2 | pnダイオード |
|
| 4節 | パワーデバイスパッケージング技術 |
| 1 | 新型パワーデバイスの特長を活かすパワーデバイスパッケージング技術 |
| 1.1 | GaNパワーデバイスとは |
| 1.1.1 | GaNパワーデバイスの特徴 |
| 1.1.2 | ノーマリオフ型GaNパワーデバイスの構造 |
| 1.1.3 | ノーマリオフ型GaNパワーデバイスの用途 |
| 1.1.4 | ノーマリオフ型GaNインバータIC |
| 1.1.5 | ノーマリオフ型GaN双方向スイッチ |
| 1.2 | GaNパワーデバイスの特長を活かすためのパッケージの課題 |
| 1.2.1 | GaNパワーデバイス全体からの発熱 |
| 1.2.2 | GaNパワーデバイス内部の発熱 |
| 1.2.3 | パワーデバイスの放熱特性の向上 |
| 1.2.3.1 | 放熱板を用いた両面放熱構造 |
| 1.2.3.2 | 直接液浸による両面放熱構造 |
| 1.3 | パワーデバイスを取り巻く各種部材の技術課題 |
| 1.3.1 | パッケージの絶縁破壊電圧の向上 |
| 1.3.2 | 半導体チップ実装基板の熱抵抗の低減 |
| 1.3.3 | リードフレームと半導体チップ間の電気接合の信頼性向上 |
| 1.3.4 | パッケージのインダクタンスの低減 |
| 1.3.5 | 封止材料の耐熱性向上 |
| 1.3.6 | 高温化に伴う接合部信頼性向上 |
| 1.3.7 | モジュール内部の熱応力の抑制 |
| 1.3.8 | モジュール外部への熱輸送特性の向上 |
| 1.3.9 | 回路基板への実装容易性および接続信頼性の向上 |
| 2 | 先進パッケージング技術1-フレーム直接接続型両面放熱面実装パッケージ技術- |
| 2.1 | フレーム直接接続型両面放熱面実装パッケージ構造 |
| 2.2 | フレーム直接接続型両面放熱面実装パッケージの特性 |
| 2.2.1 | 過渡熱抵抗特性 |
| 2.2.2 | インバータ駆動特性 |
| 2.2.3 | スイッチング特性 |
| 3 | 先進パッケージング技術2-直接液浸冷却パッケージ技術- |
| 3.1 | 直接液浸冷却パッケージ構造 |
| 3.2 | 熱抵抗測定方法 |
| 3.3 | 直接液浸冷却パッケージの特性 |
| 3.3.1 | 作動液の効果(ヒートシンク無) |
| 3.3.2 | ヒートシンク依存性 |
| 3.3.3 | 作動液の種類およびコンテナ長依存性 |
| 3.4 | 直接液浸冷却パッケージの展開 |
