酸化ガリウムの基礎とデバイス応用および信頼性・高品質化技術 <オンラインセミナー>
~ Ga2O3トランジスタ開発、Ga2O3ショットキーバリアダイオード (SBD) 開発、ミストCVD法、ゲルマニウム(GeO2)の結晶成長とデバイス応用、結晶中の欠陥評価事例 ~
・SiC、 GaNに続く次世代パワーデバイス材料候補として現在もっとも注目を集めている酸化ガリウムの結晶成長からデバイス開発、信頼性に至るまで総合的に修得できる特別講座
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講師の言葉
(第1部)
酸化ガリウム (Ga2O3) は、次世代パワーデバイス用途の新半導体材料として期待されるに足る、優れた材料物性を有する。また、原理的に大口径かつ高品質な単結晶基板を、融液成長法により安価かつ簡便に作製することができるという、産業上の大きな魅力も合わせ持つ。こういった特徴から、SiC, GaNに続く次世代パワーデバイス材料候補として現在注目を集めている。本講演では、Ga2O3パワーデバイスの位置づけ・魅力、現在までのバルク・基板、エピタキシャル薄膜成長、デバイス(トランジスタ、ショットキーバリアダイオード)の研究開発状況、今後に向けた課題および展望などについて解説する。
(第2部)
近年新しいパワー半導体材料として大きな注目を浴びている酸化ガリウムの作製技術について詳細に説明します。特に酸化ガリウムの薄膜作製でよく用いされているミストCVD法の原理やミストCVD法での酸化ガリウムの作製例を中心に紹介します。また酸化ガリウムには複数の結晶多形があり、それぞれの作製条件が異なります。目的のデバイス応用に向けてはこれらの目的の結晶多形を作り分ける必要がありますが、その結晶多形を得るための指針などについても紹介します。さらに新しいパワー半導体材料であるルチル二酸化ゲルマニウムの結晶成長とデバイス応用例についても紹介します。
(第3部)
酸化物半導体の一つである酸化ガリウムには、α, β, γ, δ, κの5つの多形があります。その中でも、β型酸化ガリウム(β-Ga2O3)は、最安定相で、バンドギャップも4.5~4.9 eVと大きく、また電気伝導度も高いため、ショットキバリアダイオード(SBD)などのパワーデバイスや紫外域の受光素子の作製が可能です。
各種デバイス開発においては、素子の高性能化や高信頼化を図るため、結晶中の様々な欠陥を低減することが不可欠になります。そのためには、結晶中の欠陥を評価すると共に、それらの形成機構を明らかにすることが必要です。今回は、本講師の永年にわたる豊富なデータや知見に基づいて、β型酸化ガリウム結晶中の欠陥の評価、それらのデバイスへの影響、およびデバイスの信頼性について詳しく説明します。
セミナー詳細
| 開催日時 |
- 2026年06月09日(火) 10:00 ~ 17:00
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| 開催場所 |
オンラインセミナー |
| カテゴリー |
オンラインセミナー、電気・機械・メカトロ・設備 |
| 受講対象者 |
・半導体、自動車部品、電機、化学、半導体装置などパワー半導体や半導体製造装置に興味のある方
・酸化物半導体をベースとした各種電子デバイスの研究、開発、設計、製造、信頼性試験・解析に従事している方
・関連する電子デバイス、ワイドギャップ半導体材料、およびそれらの実装関連分野の方 |
| 予備知識 |
・半導体デバイスに関する基礎知識があれば理解しやすい |
| 修得知識 |
・酸化ガリウムの基礎物性、ミストCVD法の原理、酸化ガリウムの作製方法
・酸化ガリウム結晶の成長、結晶評価
・パワーデバイスの作製および評価
・酸化ガリウム結晶の成長と評価、デバイスの高性能化・高機能化のポイント
・欠陥の評価とその低減化・高品質化
・デバイスの劣化メカニズム、その結果、デバイス開発上の諸課題の解決に向けた方策が得られ、製品の高性能化、高機能化、高信頼化を図って行く上でこれからの実績に活かすことができます |
| プログラム |
(第1部)β型酸化ガリウムエピタキシャル成長・デバイス開発
1.はじめに
(1). Ga2O3の材料的特徴(SiC, GaNとの比較から)
(2). 将来的なGa2O3デバイスの用途
2.Ga2O3エピタキシャル薄膜成長技術
(1).MBE成長
(2).HVPE成長
(3).MOCVD成長
3.Ga2O3トランジスタ開発
(1).横型MESFET
(2).横型DモードMOSFET
(3).横型フィールドプレートMOSFET
(4).縦型DモードMOSFET
(5).縦型EモードMOSFET
(6).国内外のGa2O3 FET開発動向
4.Ga2O3ショットキーバリアダイオード (SBD) 開発
(1).HVPE成長したドリフト層を有する縦型SBD
(2).縦型フィールドプレートSBD
(3).縦型ガードリングSBD
(4).国内外のGa2O3 SBD開発動向
5. まとめ、今後の課題
(第2部)酸化ガリウムの薄膜成長と高品質化および二酸化ゲルマニウムの薄膜成長とデバイス応用
1.酸化ガリウムの基礎物性
(1).酸化ガリウムのデバイス構造からみた開発のポイント
(2).結晶多形による特徴
(3).結晶多形による研究開発動向(論文・特許など)
2.ミストCVD法
(1).ミストCVD法の歴史
(2).ミストCVD法の原理
a.ミストCVD法の装置
b.ミストの反応挙動
c.エピタキシャル成長を可能とする原理
(3).ミストCVD法の適用例
a.透明導電膜
b.有機材料など
3.酸化ガリウムの作製技術
(1).成長方法全般
(2).結晶多形の制御方法
4.酸化ガリウムの作製技術
(1).β型酸化ガリウムの作製技術
a.ミストCVD法でのβ型酸化ガリウムの結晶成長
b.他手法でのβ型酸化ガリウムの結晶成長
c.デバイスから見た結晶成長
d.β型酸化ガリウムの結晶成長における課題
e.混晶化、不純物添加技術
(2).α型酸化ガリウムの結晶成長
a.ミストCVD法でのα型酸化ガリウムの結晶成長
b.α型酸化ガリウムの結晶成長における課題
c.高品質化の検討例
d.混晶化、不純物添加技術
(3).κ型酸化ガリウムの結晶成長
a.ミストCVD法でのκ型酸化ガリウムの結晶成長
b.強誘電体特性と新規動作のHEMT
c.κ型酸化ガリウムの結晶成長における課題
d.新しい基板による高品質化
e.κ型の混晶化技術
(4).結晶多形の制御方法
(5).新しいパワー半導体材料ルチル二酸化ゲルマニウム(GeO2)の結晶成長とデバイス応用例
a.ルチル二酸化ゲルマニウムの特徴
b.ルチル二酸化ゲルマニウムの課題
c.ルチル二酸化ゲルマニウムの結晶成長
d.ルチル二酸化ゲルマニウムのデバイス実証例
(第3部)β型酸化ガリウム結晶中の欠陥の評価、それらのデバイスへの影響、およびデバイスの信頼性
1.β型酸化ガリウム結晶中の欠陥の分類(欠陥種とその概要)
(1).点欠陥(Point defect)
(2).転位(Dislocation)
(3).積層欠陥(Stacking fault)
(4).双晶(Twin)
(5).ボイド欠陥(Void defect)
2.β型酸化ガリウム結晶の主な評価技術(欠陥の評価を中心として)
(1).化学エッチング(エッチピット、エッチパターンなどを形成)
(2).外観検査法(光学顕微鏡、SEM、FIB-SIM、AFM)
(3).X線トポグラフィー(X-ray topography(XRT))
(4).透過電子顕微鏡法(Transmission electron microscopy(TEM))および関連する分析技術
(5).エミッション顕微鏡(Emission microscopy)
3.β型酸化ガリウム結晶中の欠陥の評価事例
(1).転位の評価
a.転位のすべり系の解析
b.転位のエッチングによる評価
c.転位のX線トポグラフィーによる評価
(マクロな分布の評価、バーガースベクトル(b)の決定など)
d.転位のTEMおよび関連評価技術による評価(転位のbの決定、拡張の有無など)
(2).積層欠陥の評価
a.積層欠陥のX線トポグラフィーによる評価
b.積層欠陥のTEMによる評価
(3).双晶の評価
a.双晶の偏光顕微鏡およびエッチングによる評価
b.双晶のTEMによる評価
(4).ボイド欠陥の評価
a.ボイド欠陥のエッチングおよびSEM、FIB-SIMによる評価
b.ボイド欠陥のTEMによる評価
4.β型酸化ガリウム結晶中の欠陥のデバイスへの影響
(1).転位のショットキバリアダイオード(SBD)のリーク電流に与える影響
(2).ボイド欠陥のSBDの特性に与える影響
(3).HVPE成長結晶中の各種欠陥のSBDの特性に与える影響
5.β型酸化ガリウムSBDの信頼性研究の動向(最近のトピックス)
(1).β型酸化ガリウムSBDの高温動作時の信頼性:劣化のその場TEM観察
(2).β型酸化ガリウムSBDのプロトンや放射線による損傷
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| キーワード |
β型酸化ガリウム(β-Ga2O3) ワイドバンドギャップ半導体 エピタキシャル成長 ミストCVD法 フィールドプレート構造 Ga2O3ショットキーバリアダイオード(SBD) ドリフト層形成技術 結晶多形 結晶成長の欠陥制御 転位(Dislocation)評価 積層欠陥(Stacking Fault)評価 ルチル型二酸化ゲルマニウム
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| タグ |
信頼性試験・故障解析、パワーデバイス、電子部品、LSI・半導体 |
| 受講料 |
一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
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| 会場 |
オンラインセミナー
本セミナーは、Web会議システムを使用したオンラインセミナーとして開催します。
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