年: 2024年
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「高圧直流送電時代を支えるパワー半導体 (2)」をアップロード
高圧直流送電時代を支えるパワー半導体 (1) ~最大損失とスイッチング容量~ では、半導体チップの消費電力の面から、HVDC用途のMMCに使用するパワー半導体デバイスを考察しました。その議論の肝が半導… 続きを読む →
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高圧直流送電時代を支えるパワー半導体 (2)
〜 データシートから放熱特性を読み解く 〜連載(1)では、半導体チップの消費電力の面から、HVDC用途のMMCに使用するパワー半導体デバイスを考察した。議論の鍵となっていたのが、半導体チップから取り出せる最大熱流束である。「市販品の設計上の… 続きを読む →
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対称性から見た半導体エピタキシャル結晶成長 (4)をアップロード
本連載記事では、現在までに実用化された或いは実用化に向けて研究開発が進行中の半導体材料間の共通性や相違点を、特に結晶の対称性（平行移動や回転操作で結晶全体が重なるかどうか）、並びにエピタキシャル成長… 続きを読む →
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対称性から観た半導体エピタキシャル結晶成長 (4)
〜 三方晶他の半導体結晶の特徴 〜前回の第3回記事では、六方晶系と三方晶系の関係を整理し、HCPベースの六方晶結晶を対象に対称性の違いによる欠陥発生を考察した。それに引き続き今回は三方晶系の結晶と六方晶系の結晶の違い、並びに単斜晶系… 続きを読む →
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対称性から観た半導体エピタキシャル結晶成長 (3)
〜 最密六方構造の半導体結晶の特徴 〜前回の第2回記事では、結晶の対称性の観点から各種半導体結晶の特徴と関連性を概説し、FCCベースの立方晶結晶を対象に対称性の違いによる欠陥発生を考察した。それに引き続き今回はHCPベースの六方晶及び三… 続きを読む →
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対称性から見た半導体エピタキシャル結晶成長 (3)をアップロード
結晶欠陥の発生は結晶本来の対称性を崩し、半導体結晶ではそれを用いて作製される半導体デバイスの理想的特性を損なう事が知られている。本連載記事では、現在までに実用化された或いは実用化に向けて研究開発が進… 続きを読む →
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対称性から観た半導体エピタキシャル結晶成長 (2)
〜 面心立方構造の半導体結晶の特徴 〜前回の第1回記事では、半導体結晶成長技術の重要性と半導体材料の歴史的変遷について触れた後、結晶の対称性の破れが半導体結晶に結晶欠陥をもたらして半導体結晶の特性を損ない、ひいては半導体デバイスチップの… 続きを読む →
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対称性から見た半導体エピタキシャル結晶成長 (2)をアップロード
半導体結晶を人為的に作成しようとすると、結晶欠陥が発生して結晶の対称性が崩れる現象が頻繁に起こる。そしてそれらの半導体結晶をもとにして作製される半導体デバイスの理想的特性がしばしば損なわれている。本… 続きを読む →
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対称性から見た半導体エピタキシャル結晶成長 (1)をアップロード
近年、半導体テクノロジーの重要性が再認識されてきたが、半導体テクノロジーのベースとして、素材としての半導体結晶作成技術は欠くことのできない基幹技術である。しかし実際の半導体結晶成長では結晶粒の境界で… 続きを読む →
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対称性から観た半導体エピタキシャル結晶成長 (1)
〜 結晶対称性と結晶欠陥の発生 〜１．はじめに 近年、半導体テクノロジーの重要性が再認識されてきたが、半導体テクノロジーのベースとして、素材としての半導体結晶作成技術は欠くことのできない基幹技術である。「半導体」というと一般的感覚と… 続きを読む →
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当組合代表が、TGSW2024ワークショップでプレナリー講演
当組合の奥村元代表が、10月3日に筑波大学 大学会館で行われたTsukuba Global Science Week(TGSW) 2024, Session 2-3 “Challenge of ma… 続きを読む →
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「パワーMOSFETのドリフト層設計」をアップロード
パワー半導体デバイスの解説では、pn接合のn–ドリフト層側に広がる空乏層の電界分布の図を使って、最大電界と空乏層濃度と耐圧の関係を説明する。空乏層がn–ドリフト層内に止まることを前提としたノンパンチス… 続きを読む →
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パワーMOSFETのドリフト層設計
本稿では、パワーMOSFETのドリフト層設計の最適化について考える。おおかたのパワー半導体デバイスの解説では、p+n–接合のn–ドリフト層側に広がる空乏層の電界分布の図を使っ… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(12)をアップロードしました。
SiCのMOSFETを利用していると、on抵抗が増加していく現象が観察されることがあります。これは、利用中にSiC-MOSFETのn–ドリフト層中で、たくさんのショックレー型積層欠陥が成長… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (12)
〜 まとめ 〜はじめに Siデバイスの場合、元々のSiウエハ中には転位や積層欠陥などの格子欠陥がほとんど存在していないため、それらを気にすることなくデバイスの作製や利用が可能です。4H-SiCデバイスの場合、SiC… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(11)をアップロードしました。
REDG効果によって、成長した積層欠陥の形状を調べると、積層欠陥の成長原因の基底面転位の素性がわかります。基底面転位の素性がわかれば、デバイスプロセスの改良が可能かもしれません。連載(11)では、n&… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (11)
〜 n-ドリフト層の上部から侵入する格子欠陥、側面から侵入する格子欠陥 〜はじめに REDG効果によって、n–ドリフト層中の短い基底面転位から積層欠陥が成長する話を連載(8)以降で考察しています。成長した積層欠陥の形状を調べると、積層欠陥の成長原因の基底面転位の… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(10)をアップロードしました。
REDG効果によってn–ドリフト層中に存在する基底面転位から、積層欠陥がどのように生成するのかを考察しています。成長した積層欠陥の形状を調べると、どのような素性の基底面転位が積層欠陥の原因… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (10)
〜 界面転位と貫通刃状転位との交差 〜はじめに REDG効果によってn–ドリフト層中に存在する基底面転位から、積層欠陥がどのように生成するのかを連載(8)以降で考察しています。成長した積層欠陥の形状を調べると、どのような素性の… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(9)をアップロードしました。
連載(9)では、界面転位が発生した場合、界面転位の表面終端部がばらまいたU字状転位が存在している場合、貫通刃状転位のドリフト層中での折れ曲がりが発生した場合、などが原因で積層欠陥が成長する場合に、どの… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (9)
〜 界面転位、U字状転位、貫通刃状転位の折れ曲がりから生成する積層欠陥の成長 〜はじめに 連載(6),(7)では、4H-SiC-MOSFETのn–ドリフト層部分にどのような転位組織が存在しているかを整理しました。これらの転位組織から、どのように積層欠陥が生成するのかを… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(8)をアップロードしました。
連載(8)では、基板中に存在していた基底面転位が、ドリフト層中へ少しだけ入り込んでしまった場合、どのような形状のショックレー型積層欠陥が成長するかを考察しました。連載(8)とこの連載(8)以降は、MO… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (8)
〜 基板から受け継がれる基底面転位が原因になる積層欠陥の生成 〜はじめに 前回までに、4H-SiC-MOSFETのn–ドリフト層部分にどのような転位組織が存在しているかを考察しました。REDG効果によって、これらの転位組織からどのような形状の積層欠陥が… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(7)をアップロードしました。
連載(6)から、n–ドリフト層中に侵入してくる基底面転位にはどのようなものがあるのかを考察しています。n–ドリフト層の下側、つまり[0001]方向から入ってくる基底面転位、L字… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (7)
〜 4H-SiCのMOSFET中の転位組織2 〜はじめに 4H-SiCでMOSFETを作製して、on-off動作を続けると、on抵抗が徐々に増大する現象、”順方向特性劣化”が発生することがあります。特性劣化を起こしたMOSFETを放射光トポグラフ法… 続きを読む →
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「キロワット」と「キロワット時」第4回をアップしました。
「キロワット」と「キロワット時」第4回（最終回）をアップしました。今回の主眼は瞬時電力（キロワット）に対する根本要求である「発電電力＝消費電力」に関するもので、その要求が崩れると電力システムの中で具体… 続きを読む →
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「キロワット」と「キロワット時」 (4)
〜 電力エネルギーの収支アンバランスが何をもたらすか 〜この連載では、昨今世間で議論になる電力エネルギーの過不足に関する話題を取り上げ、kWとkWhの混同に起因する誤解を紹介してきた。その前提として、電力というものは基本的に貯蔵することが出来ず（大規模電… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(6)をアップロードしました。
“増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化”の連載の6回目をアップロードしました。前回までの連載では、基底面転位のバーガース・ベクトル、基底面転位が存在している四面体層、… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (6)
〜 4H-SiCのMOSFET中の転位組織 1 〜はじめに 4H-SiCでMOSFETを作製して、on-off動作を繰り返すと、on抵抗が増大する現象、”特性劣化”が発生することがあります。特性劣化を起こしたデバイスを放射光トポグラフ法や、顕微PL法… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(5)をアップロードしました。
増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化の連載の5回目をアップロードしました。連載のこの回では、それぞれ6つの異なるバーガース・ベクトルを持つ基底面転位が、2種類の異なるすべり面上にある場合、そ… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (5)
〜 基底面転位からのショックレー型積層欠陥の湧き出し2 〜はじめに 4H-SiCのMOSFETのon-offを繰り返していくと発生することがある特性劣化現象に興味を持っている研究者を想定して、この解説の連載を書いています。この現象は特に4H-SiCの格子欠陥… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(4)をアップロードしました。
増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化の連載の4回目をアップロードしました。この連載を進める上で必要になる基礎的な知識、4H-SiCでの基底面転位の構造について、連載(3)では整理しました。連… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (4)
〜 基底面転位からのショックレー型積層欠陥の湧き出し1 〜はじめに この解説文は、4H-SiCの順方向特性劣化現象に興味を持っている研究者を想定して書いています。この現象は特に4H-SiCの格子欠陥と密接な関係にあります。SiCパワーエレクトロニクス研究者に… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(3)をアップロードしました。
増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化の連載の3回目をアップロードしました。 この連載を進める上で必要になる基礎的な知識、4H-SiCの基底面転位についての説明を連載(1)-(3)でしています… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (3)
〜 基底面転位ループのバリエーション 〜はじめに この解説文は、4H-SiCの“順方向特性劣化”に興味を持っている人を対象に書いています。SiCパワーエレクトロニクス研究者にとってはそれなりに興味のある内容だと思われますが、少し細かい話を詳… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(2)をアップロードしました。
増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化の連載の2回目をアップロードしました。この連載を進める上で必要になる基礎的な知識、4H-SiCの結晶構造や基底面転位について、連載(1)では整理しました。… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (2)
〜 基底面転位ループの構造 〜はじめに 4H-SiC-MOSFETでon-off動作を行なっていると、on抵抗が次第に増大することがあります。この現象を順方向特性劣化と呼んでいます。この解説文は、この現象を克服することに興味を持っ… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化(1)をアップロードしました。
4H-SiCのMOSFETで発生することがあるon抵抗が増大していく現象は順方向特性劣化と呼ばれています。この現象はn–ドリフト層でショックレー型積層欠陥が増殖・成長することに起因している… 続きを読む →
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増殖・成長する積層欠陥とMOSFETの特性劣化 (1)
〜 4H-SiCの結晶構造と基底面転位の分解 〜はじめに 4H-SiC-MOSFETを使ってon-off動作を繰り返していると、on抵抗が次第に増大していく現象が観察されることがあります。この現象は順方向特性劣化現象と呼ばれています。4H-SiC-… 続きを読む →
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SiCのフランク型積層欠陥連載(9)をアップロードしました。
4H-SiCや2H-GaN結晶中で観察されるフランク型積層欠陥の構造についての考察を連載で解説してきました。今回は最終回です。この連載(9)で一連の連載は終了です。連載の文章のご精読ありがとうございま… 続きを読む →
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SiCのフランク型積層欠陥 (9)
〜 実験結果との比較とまとめ 〜4H-SiCと2H-GaNのフランク型積層欠陥とフランク型部分転位の構造を理解するために、長々と考察しました。フランク型積層欠陥を、欠損したフランク型積層欠陥と余剰なフランク型積層欠陥と2種類に分類し… 続きを読む →
