SiCパワーMOSFET開発の現状と動向 ～MOS特性評価法とプロセス技術～

セミナー趣旨

  SiCパワーMOSFETが実用化されてからすでに10年以上が経過し、近年は電車や電気自動車のインバータを中心に用途が拡大している。しかしながら、そのデバイス特性はSiCの有する本来の性能を十分に発揮しているとは言い難く、その理由として多量のMOS界面欠陥の存在があげられる。デバイス性能向上のためには、MOS界面で生じる現象の理解が不可欠である。SiCをはじめワイドギャップ半導体特有の現象も多く、界面特性の評価法や得られた結果の解釈に注意が必要であるため、基礎に立ち返って評価法を解説する。また、界面特性の改善のために様々なプロセスが報告されてきたが、信頼性との両立が困難であったために実用化に至らなかったものも多い。しかし、それらにも重要な知見が含まれると考えられるため、なるべく多くを紹介したい。最後にSiCパワーMOSFETの現状と動向を解説する。SiC-MOS構造の評価技術とプロセス技術の基礎を学ぶことで、今後のデバイス開発に活かしていただきたい。

受講対象・レベル

・パワー半導体の研究・開発・評価に携わる方
・ワイドギャップ半導体を扱う方
・最近この分野に取り組み始めた方、またはこれから取り組もうとしている方

必要な予備知識

半導体の基礎知識があり、MOSFETの基本動作を理解していることが望ましい

習得できる知識

・MOS構造の評価技術と特性の理解
・SiCのゲート酸化膜プロセス
・SiCパワーMOSFETの最新技術

セミナープログラム

1．SiC-MOSFET
　　1）SiCについて
　　2）MOS界面とデバイス特性
　　3）SiCパワーMOSFETの構造
　　4）SiCパワーMOSFETの作製プロセス
2．SiC-MOS界面特性の評価技術
　　1）MOSキャパシタを用いた界面評価法
　　　   a）MOS構造の基礎
　　　  バンド図、蓄積・空乏・反転、表面電荷密度、
　　　  MOS構造の容量、表面ポテンシャル、しきい値電圧など
　　　　b）容量－電圧(C-V)法
　　　  ターマン法、high-low C-V法、C-Ψs法、低温C-V法、光援用C-V法など
　　　　c）コンダクタンス法
　　　　d）熱刺激電流法
　　2）MOSFETを用いた界面評価法
　　　　a）MOSFETの電流－電圧特性
　　　　b）チャネル移動度（実効移動度と電界効果移動度）
　　　　c）ホール効果測定（捕獲電荷・可動電荷密度とホール効果移動度）
　　　　d）しきい値電圧とその温度依存性、ヒステリシス
　　　　e）サブスレショルド特性
　　　　f）チャージポンピング法（ベーススイープ、振幅スイープ、3レベル法）
3．ゲート絶縁膜の信頼性
　　1）絶縁膜を流れる電流
　　2）経時絶縁破壊（TDDB）
　　　  面方位、転位密度、平坦性、プロセス依存性
　　3）しきい値電圧変動
　　　　a）ゲート正バイアスストレス（PBTS）による変動
　　　　b）ゲート負バイアスストレス（NBTS）による変動
　　　　c）ゲートACストレスによる変動
　　　  ストレス条件依存性、変動メカニズム
4．内蔵pinダイオード（ボディダイオード）に起因した特性劣化
　　1）バイポーラ劣化とその対策
　　2）ショットキーダイオード（SBD）内蔵MOSFET
　　　  SBD面積割合、SBD金属の影響
5．SiCのMOS界面プロセス技術
　　1）SiCの熱酸化（ドライ酸化とウェット酸化、ウェットアニール）
　　2）水素アニール
　　3）NO/N2Oアニール（界面窒化）
　　　  結晶面（Si面、C面、a面、m面、r面）による特性の違い
　　4）異原子導入による界面改質
　　　  Na、P、B、Ba、Sr、Sbの導入効果
　　5）熱酸化による欠陥生成と酸化排除プロセス
6．SiCパワーMOSFETの現状と動向
　　1）トレンチ型 vsプレーナ型
　　2）実際のデバイス構造
　　3）動向

セミナー講師

 筑波大学 数理物質系 物理工学域 准教授 博士（工学） 　矢野 裕司 氏

■ご略歴
2001年3月　京都大学　工学研究科電子物性工学専攻　修了　博士（工学）
2001年4月～2013年11月　奈良先端科学技術大学院大学　物質創成科学研究科　助手、助教
2013年12月～現在　筑波大学　数理物質系物理工学域　准教授
学生時代にSiCのMOS界面・デバイスの研究を始め、25年以上にわたりSiCデバイス、プロセス、評価の研究に従事。
特にチャネル移動度の改善、MOS界面欠陥評価、信頼性に関する研究に取り組んでいる。
■ご専門
半導体工学、パワーデバイス、MOS界面、SiC
■本テーマ関連学協会でのご活動
応用物理学会　先進パワー半導体分科会　副幹事長
ICSCRM(SiC関連材料国際会議)　プログラム委員、国際運営委員

セミナー受講料

【オンラインセミナー（見逃し視聴なし）】：1名47,300円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき36,300円

【オンラインセミナー（見逃し視聴あり）】：1名52,800円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき41,800円

＊学校法人割引；学生、教員のご参加は受講料50％割引。

受講について

• 配布資料はPDF等のデータで送付予定です。受取方法はメールでご案内致します。
  （開催1週前～前日までには送付致します）
  ※準備の都合上、開催1営業日前の12:00までにお申し込みをお願い致します。
  （土、日、祝日は営業日としてカウント致しません。）
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