次世代パワー半導体デバイス・実装技術の基礎　Ｓｉから新材料への新展開

本書は、ワイドバンドギャップ 半導体による次世代パワーデバイスに加え、性能限界が叫ばれる中でも更なる性能向上を進めているSi パワーデバイスの研究開発の最前線について、各分野の代表的な研究者を著者に迎え編集したものです。
炭化ケイ素(SiC) に代表されるワイドバンドギャップ半導体は、Si と比較して高い絶縁破壊耐性、熱伝導率など、パワー半導体材料として要求される優れた物性を有しているため、Si パワーデバイスに置き換わる次世代パワー半導体材料として期待されています。2020 年現在、既に実用化の適用範囲を広げつつあるSiC パワーデバイスや、活発に研究開発が行われている窒化ガリウム(GaN)、酸化ガリウム(Ga2O3)、更にはダイヤモンドなど、SiCに続く半導体材料・デバイスについて解説しています。

目次

第１章　パワーデバイスの基礎
１－１　パワーデバイスとは
１－１－１　パワーデバイスの役割
１－１－２　パワーデバイスの基本動作
１－１－３　パワーデバイスの分類
１－２　耐圧設計
１－２－１　チップ基本構造
１－２－２　ドリフト設計
１－２－３　終端設計
１－３　ダイオード
１－３－１　基本構造と動作
１－３－２　リカバリー特性
１－３－３　構造の進展
１－４　パワーMOSFET
１－４－１　基本セル設計
１－４－２　スイッチング特性
１－４－３　破壊耐量
１－４－４　構造の進展
１－５　IGBT
１－５－１　基本構造と動作
１－５－２　スイッチング特性
１－５－３　破壊耐量
１－５－４　構造の進展
第２章　SiCパワーデバイス
２－１　SiCパワーデバイスの特徴
２－１－１　期待される性能
２－１－２　デバイスプロセス
２－２　SiCウェハ、エピタキシャル成長技術
２－２－１　バルク単結晶成長技術
２－２－２　エピタキシャル成長技術
２－３　SiCダイオード
２－３－１　ショットキーバリアダイオード（SBD）
２－３－２　PiN ダイオード
２－３－３　複合型ダイオード
２－４　SiC-MOSFET
２－４－１　基本構造
２－４－２　SiC-MOS界面
２－４－３　その他の技術的課題
２－５　その他のＳｉＣパワーデバイス
２－５－１　接合型トランジスタ
２－５－２　IGBT
２－６　まとめ
第３章　GaNパワーデバイス
３－１　GaNパワーデバイスの特徴
３－１－１　はじめに
３－１－２　横型GaNパワーデバイスの特徴
３－１－３　縦型GaNパワーデバイスの特徴
３－２　横型GaNパワーデバイスの構造設計
３－２－１　AlGaN/GaN層構造の設計
３－２－２　ノーマリオフゲート構造の設計
３－２－３　ダイナミックオン抵抗の増加
３－２－４　Si基板上GaNエピタキシャル成長技術
３－２－５　横型GaNパワーデバイスの特性と課題
ほか

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