ＳｉＣパワーデバイス最新技術

第1章．ＳｉＣパワーデバイス技術動向・課題と今後の展開
　1．SiCの性質
　2．SiCパワーデバイスの優位性
　3．SiC材料開発の現状
　4．SiCパワーデバイス開発の現状
　　4.1　パワーダイオード
　　4.2　パワースイッチングデバイス
第2章．ＳｉＣ単結晶成長技術（昇華法）　～高品質化・大口径化～
　1．昇華法によるSiCの単結晶成長
　2．昇華法SiC単結晶の大口径化
　3．SiC単結晶の電気特性制御
　4．SiC単結晶基板中の結晶欠陥
第3章．ＳｉＣ単結晶ウェーハの開発動向
　1．SiC単結晶成長技術の概要
　2．昇華再結晶法におけるマクロおよびミクロ支配要因
　3．SiC単結晶ウェハの開発動向
　4．SiC単結晶インゴットのウェハ化加工技術
　5．SiC単結晶ウェハ上へのSiCエピタキシャル膜成長技術
　6．SiC単結晶ウェハの転位欠陥低減化
第4章．ＳｉＣバルク結晶の溶液成長技術
　第1節．SiC単結晶の溶液成長技術
　　1．SiCの溶液成長の概要
　　　1.1　溶液成長の原理と特徴
　　　　1.1.1　Si-C2元系溶液
　　　　1.1.2　Si，C含有多元系溶液
　　　1.2　SiC溶液成長の手法
　　　　1.2.1　溶媒移動結晶成長（TSM: Traveling Solvent Method）
　　　　1.2.2　徐冷法　（Slow Cooling technique）
　　　　1.2.3　蒸気液相固相法 (VLS: Vapor Liquid Solid)
　　　　1.2.4　種付け溶液成長法（TSSG: Top Seeded Solution Growth）
　　2．TSSG法によるSiC単結晶成長の具体例
　　　2.1　Si-Ti-C3元系溶液からのSiC単結晶育成と結晶品質
　　　2.2　溶液流動と成長速度
　　　2.3　長尺化と口径拡大
　　　2.4　液相エピタキシャル成長の可能性
　　　　2.4.1　オフ基板
　　　　2.4.2　ジャスト基板
　第2節．溶液成長の基礎と応用
　　1．溶液成長への期待
　　2．溶液成長の基礎
　　　2.1　溶液成長とは
　　　2.2　結晶成長の駆動力
　　　2.3　過飽和状態の実現
　　　2.4　なぜ溶液成長による結晶は高品質なのか？
　　3．さまざまな溶液成長法
　　4．SiC溶液成長の実際
　　　4.1　成長法
　　　4.2　溶媒の選定
　　　4.3 実際の成長（3C-SiCを例に）
　　　　4.3.1　3C-SiCの重要性
　　　　4.3.2　成長過程における多形変化
　　　　4.3.3　異種多形基板上への3C-SiC成長
第5章．ＳｉＣ半導体基板の超平坦化加工／研磨スラリー技術
　1．SiC単結晶の性質
　2．メカノケミカルポリシングの考え方
　3．装置構成
　4．SiC MCP加工技術
　5．MCP基板表面の酸素吸着原子状態
　6．コロイダルシリカ系スラリーのMCPによるSiC表面原子脱離モデル
第6章．ＳｉＣの異方性エッチング技術
　1．SiCの物性とエッチング
　　1.1　SiCの物性
　　1.2　SiCのエッチング方法
　2．SiCパワーデバイスエッチング加工
　　2.1　SiCパワーデバイス用加工の問題点
　3．SiCエッチング用RIE装置
　　3.1　ICPエッチング装置
　　3.2　SiCエッチング用ICPエッチング装置
　4．SF6とO2を用いたICPによるSiCのRIEの特徴
　　4.1　バイアスパワー依存性
　　4.2　温度依存性
　　4.3　ガス種依存性
　　4.4　SiCパワーデバイスエッチング加工適用
　　4.5　その他SiCエッチング加工適用
第7章．プラズマエッチングによるＳｉＣの表面平滑化
　1．多結晶SiCのプラズマエッチング
　　1.1　NF3ガスによるSiCのプラズマエッチング
　　1.2　NF3/O2 混合ガスによるSiCのプラズマエッチング
　　1.3　反応容器の形状によるSiCエッチング速度のNF3 圧力依存性
　2．単結晶SiCのプラズマエッチング
　3．プラズマエッチングによるSiC表面の平滑化の機構
第8章．ＳｉＣエピタキシャル成長技術の最新動向
　1．SiCエピ成長の特徴
　　1.1　概要
　　1.2　ステップフロー制御エピタキシー法
　2．低オフ角基板上のエピ成長技術
　　2.1　背景
　　2.2　最近の進展
　3．高速成長技術
　3.1　背景
　　3.2　塩素系ガス添加による高速成長
　　3.3　炉構造の工夫による高速成長
第9章．４Ｈ－ＳｉＣエピ成長における拡張欠陥の挙動
　1．4H-SiC エピ膜中の代表的拡張欠陥
　2．エピ成長時の拡張欠陥の挙動
　　2.1　貫通らせん転位
　　　2.1.1　μP
　　　2.1.2　TSD
　　2.2　ポリタイプインクルージョン
　　　2.2.1　3C -SiC インクルージョン
　　　2.2.2　8H 型積層欠陥
　　2.3　BPD
第10章．ＳｉＣ向け半導体製造技術と装置
　1．パワーデバイス素子材料がSiからSiCへ
　　1.1　SiCパワーデバイスプロセス
　2．SiC向けイオン注入装置
　　2.1　SiCインプラ装置に求められる技術課題
　　　2.1.1　高温注入
　　　2.1.2　高エネルギー注入
　　　2.1.3　特殊イオン
　　2.2　高スループットと多様な搬送バリエーション
　3．ポストアニール装置
　　3.1　ポストアニール装置の特徴
　　3.2　ＰＦＳシリーズ
　4．イオン注入及び活性化アニール評価
　5．コールドウォール型ゲート絶縁膜形成装置
　　5.1　ゲート酸化膜の課題
　　5.2　装置概要
　　5.3　酸化および窒化試験結果
　　5.4　まとめ
第11章．ＳｉＣパワーデバイス用酸化膜の形成方法
　1．SiO2およびSiONゲート酸化膜の形成方法
　　1.1　熱酸化膜
　　1.2　低温酸化ゲート酸化膜
　　　1.2.1　化学気相成長法
　　　1.2.2　プラズマ酸化法
　　　1.2.3　O3酸化法
　　　1.2.4　硝酸酸化法（NAOS, Nitric Acid Oxidation of Si）
　　　1.2.5　過塩素酸酸化法
　　　1.2.6　電気化学的酸化法
　　　1.2.7　金属触媒酸化法
　　　1.2.8　イオン注入によるSiC表面のアモルファス化
　2．ゲート酸化膜の改質法
　　2.1　H2アニール
　　2.2　窒化によるMOS界面と酸化膜の改質
　　2.3　PのMOS界面への導入
　3．ゲート酸化膜形成前の処理の効果
　　3.1　H2プレアニール
　　3.2　プレO3酸化によるSiC表面近傍のCに由来する欠陥除去
　　3.3　プレ窒化処理によるSiC表面近傍のCに由来する欠陥除去
　4．High-k（高誘電）を用いたゲート酸化膜の高性能化
　　4.1　Al2O3, AlON
　　4.2　HfO2
第12章．ＳｉＣへの金属電極の形成方法
　1．ショットキー電極
　　1.1　金属の仕事関数
　　1.2　SiC中の不純物濃度
　　1.3　結晶の面方位
　　1.4　結晶欠陥による影響
　　　1.4.1　マイクロパイプ
　　　1.4.2　三角欠陥、キャロット、コメット
　　　1.4.3　ダウンフォール・ピット・突起
　　　1.4.4　積層欠陥
　　　1.4.5　転位
　2．オーミック電極
　　2.1　n型領域へのオーミック電極形成
　　2.2　p型領域へのオーミック電極形成
　　2.3　n型・p型領域へのオーミック電極同時形成
第13章．パワーデバイス用金属電極／ＳｉＣの界面反応組織と信頼性
　1．三元系状態図に基づく反応後の積層順序および組織形態
　2．Ni/SiCとTi/SiCの界面反応
　　2.1　形成相と組織形態
　　2.2　Ni/SiCの界面反応速度
　　2.3　Ni/SiCの加熱・冷却サイクルによる組織変化と熱応力負荷
　3．Ni/Ti/SiCの界面反応
第14章．ＳｉＣパワーデバイス量産に向けたＣＶＤ技術
　1．CVD装置概略
　2．CVD装置の特徴
　　2.1　VP508GFR
　　2.2　VP2400HW
　　2.3　AIX2800G4WW
　　2.4　SB100 -Sublimation Equipment-
第15章．ＳｉＣパワーデバイス超高温熱処理装置
　1．超高温熱処理
　2．SiCデバイス用縦型超高温熱処理装置
　　2.1　装置構造
　　2.2　装置構成部材としてのSiC
　　　2.2.1　焼結SiC
　　　　2.2.1.1　Si含浸SiC
　　　　2.2.1.2　多孔質SiC
　　　2.2.2　オールCVD SiC
　　2.3　ガス系
　　2.4　真空排気系
　　2.5　安全対策
　3．クリーンな環境の構築
　4．酸化特性
第16章．ＳｉＣパワーデバイス用ＳＩＴ
　1．SiC-BGSITの素子構造
　2．SiC-BGSITの電気特性
　　2.1　静特性
　　2.2　電気特性のチャネル幅依存性
　　2.3　スイッチング特性
　　2.4　負荷短絡耐量・アバランシェ耐量
　3．ノーマリオフ型SiC-BGSIT
第17章．ＳｉＣ結晶の評価について
　1．ラマン散乱
　　1.1　ポリタイプ判定
　　1.2　応力評価
　　1.3　SiC結晶の伝導性評価
　　1.4　極紫外励起ラマン散乱
　2．カソードルミネッセンス
　3．フォトルミネッセンス(PL)イメージング法
　4．透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscopy：TEM）
　　4.1　SiCエピ膜中の結晶欠陥評価
　5．電子エネルギー損失分光法（Electron Energy Loss Spectroscopy : EELS）
　6．走査型キャパシタンス顕微鏡
　　6.1　キャリア濃度分布のイメージング
　　6.2　SiCデバイスの評価への応用
第18章．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
　　1.1　結晶欠陥観察技術
　　　1.1.1　KOHエッチング
　　1.2　SiC半導体の物性評価技術
　　　1.2.1　フォトルミネッセンス法
　　　1.2.2　赤外反射分光法
　　　1.2.3　ラマン散乱分光法
　　　1.2.4　DLTS・ICTS法
　2．素子接合界面評価技術
　　2.1　金属/SiC界面
　　　2.1.1　オーミック接合の評価
　　2.2　酸化膜/SiC界面
　　　2.2.1　容量-電圧・コンダクタンス-電圧法
　　　2.2.2　光電子分光法
　　　2.2.3　分光エリプソメトリ
　　　2.2.4　電子スピン共鳴法
第19章．ＳｉＣパワーデバイスにおける欠陥対策とデバイス特性の向上
　1．MOSFETの低チャネル移動度に関する取り組み
　　1.1　欠陥メカニズム解明へのアプローチ
　　1.2　MOS界面の欠陥対策
　2．水素終端による界面欠陥修復
　　2.1　第一原理計算によるMOS界面のモデリング
　　2.2　欠陥修復プロセス
　3．酸化膜品質の向上
　4．ダイオード特性と欠陥との関係
第20章．ＳｉＣパワーデバイスの高耐熱実装技術
　1．SiCパワーデバイスの高耐熱実装技術
　　1.1　車載パワーモジュールの設計課題
　　1.2　SiC高耐熱実装の目的と課題
　　1.3　はんだ代替技術の信頼性問題
　2．高耐熱実装構造の信頼性評価技術
　　2.1　高信頼性・高耐熱実装コンセプト
　　2.2　局所的な疲労に基づく熱疲労信頼性評価とその検証
　　2.3　高耐熱薄膜接合層の強度評価
第21章．ＳｉＣパワーデバイスの応用展開
　第1節　産業モータドライブへの応用展開
　　1．モータドライブ技術とその歴史
　　2．産業用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
　第2節　ハイブリッド電気自動車用SiCパワーデバイス
　　1．ハイブリッド電気自動車システムの現状
　　2．HV・EVにおけるSiCパワーデバイス導入に対する期待
　　3．現状の車載用SiCパワーデバイス開発の現状と課題
　第3節　太陽光発電システムへの応用展開
　　1．パワーコンディショナ（PCS）とは
　　2．PCSの主な回路構成
　　　2.1　産業用
　　　2.2　家庭用
　　3．SiCパワーデバイスのPCSへの展開可能性
　　　3.1　SiCパワーデバイス適用の意義
　　　3.2　低損失化の価値
　　　3.3　高周波スイッチングの価値
　第4節　次世代高圧電力変換システムへの応用展開
　　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
　　2．1MWマトリックスコンバータ
　　3．DC/DCコンバータ
　　4．直流送電
　　5．100kVA級SiCインバータ