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| 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 |
| 2 | SiC 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 |
| 2.2 | SiC-MOSFET かSiC-IGBT か |
| 2.3 | SiC-MOSFET デバイス、プロセスの課題 |
| 3 | SiC パワーデバイスを支える周辺技術 |
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| 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 |
| 2 | MOS 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 |
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| 第2節 | ノーマリーオフ型SiC-MOSFET |
| 1 | SiC-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 |
| 3 | DIMOSFET |
| 4 | IEMOSFET |
| 5 | IEMOSFET の特性 |
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| 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 |
| 3 | SiC-IPM 技術 |
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| 第4節 | MOS 界面欠陥の低減技術と高品質化 |
| 1 | POCl3 アニールしたMOS デバイスの作製 |
| 2 | POCl3 アニールによるMOS 界面特性の改善 |
| 3 | POCl3 アニールした酸化膜の絶縁破壊特性と信頼性 |
| 4 | NO アニールとPOCl3 アニールの組み合わせ効果 |
| 4.1 | NO 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 |
| 4.2 | NO 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 |
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| 第5節 | SiC パワーデバイスの欠陥解析・観察技術 |
| 1 | SiC 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 |
| 3 | SiC 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 |
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| 第6節 | SiC ゲート絶縁膜の高信頼性化 |
| 1 | SiC 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 |
| 1.3 | SiC 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 |
| 1.3.2 | SiC ゲート絶縁膜形成後の窒化処理及び水素処理の効果 |
| 2 | SiC ゲート絶縁膜信頼性評価技術 |
| 2.1 | SiC 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 |
| 2.3 | SiC 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 |
| 2.5 | CMP 研磨によるSiC ウエハ表面平坦化の効果 |
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| 第7節 | SiC-JFET |
| 1 | SiC-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 |
| 2.2 | JFET 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 |
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| 第8節 | RESURF 型JFET |
| 1 | RESURF 型FET の構造 |
| 2 | RESURF 型FET の作製プロセス |
| 3 | RESURF 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 |
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| 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 |
| 5 | SiCGT 信頼性 |
| 6 | SiCGT の適用装置 |
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| 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 |
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| 第2節 | SiC-PiN ダイオード |
| 1 | SiC-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 |
| 3 | PiN ダイオードの電気特性評価技術 |
| 4 | 今後の課題と展望 |
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| 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 |
| 1 | SiC ショットキーバリアダイオード(SiC-SBD) |
| 2 | SiC-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 |
| 4 | SiC-SBD の高耐圧化、大面積化、課題 |
| 5 | SiC-SBD の電流電圧特性と応用 |
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| 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 |
| 2 | PDA による効果 |
| 2.1 | 実験手法 |
| 2.2 | 実験結果 |
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| 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 |
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| 第2節 | 200℃動作SiC スイッチングモジュール |
| 1 | SiC モジュール構造 |
| 1.1 | 形状検討 |
| 1.2 | SiC チップ/DBC 回路基板接合材料 |
| 1.3 | DBC 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 |
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| 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 |
| 1 | SiC パワー半導体を想定した封止材料の開発 |
| 2 | SiC 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 |
| 3.1 | Si-IGBT を用いた6 in 1 箱型モジュールの信頼性試験 |
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| 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 |
| 1.3 | Tj を決める要因 |
| 2 | SiC における課題と対応策 |
| 2.1 | SiC 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 |
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| 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 |
| 1 | SiC 単結晶開発の現状 |
| 2 | SiC 単結晶のデバイスへの応用と結晶欠陥 |
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| 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 |
| 1.2 | TSSG(Top-seeded solution growth)法 |
| 2 | SiC 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 |
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| 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 |
| 2 | 4H-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 |
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| 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 |
| 1 | SiC 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 |
| 2 | SiC 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 |
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| 第2節 | SiC ウェハの研磨技術 |
| 1 | SiC 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 |
| 2.3 | CMP |
| 3 | 加工面の評価 |
| 3.1 | 加工変質層の特徴と評価手法 |
| 4 | SiC ウェハの研磨技術における今後の課題 |
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| 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 |
| 3.3 | CeO2 粒子を使用したSiC 単結晶の鏡面研磨 |
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| 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 |
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| 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 |
| 2 | CARE 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 |
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| 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 |
| 1 | SiC 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 |
| 2.1 | 4H-SiC におけるGSB の発生条件 |
| 2.2 | GSB 発生メカニズムの検討 |
| 2.3 | Schwoebel 効果 |
| 2.4 | クラスター効果 |
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| 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 |
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| 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 |
| 1 | SiC-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 |
| 5 | EMI ノイズ対策例 |
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| 第2節 | 次世代高圧電力変換システムの応用展開 |
| 1 | SiC 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 |
| 2.1 | SiC 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 |
| 3 | FREEDM システム |
| 4 | SiC インバータの長時間運転特性 |
| 5 | まとめ |
