2/15 高電圧・大電流用途に向けた GaNパワーデバイスの開発動向

第1部【13:00～14:40】
「GaNパワーデバイスの特徴と横型・縦型パワーデバイスの開発状況」

名古屋大学　未来材料・システム研究所　特任教授　 工学博士　加地 徹　氏

専門：化合物半導体
1978年 株式会社豊田中央研究所に入社。研究所では、光学測定システム開発、GaAsの結晶成長、GaNレーザー、およびGaN LEDの開発に従事。2000年ごろから、LED開発と平行してGaNパワーデバイスの研究を開始。以後一貫してGaN縦型パワーデバイスの要素技術開発、デバイス開発に携わり現在に至る。
2016年 名古屋大学　未来材料・システム研究所に移籍。
2016年から2020年まで、文部科学省「省エネルギー社会の実現に資する次世代半導体研究開発事業」パワーデバイス・システム領域 領域長。
現在、未来エレクトロニクス集積研究センターに所属
エネルギー変換エレクトロニクス実験施設(C-TEFs)　副施設長

第2部【14:50～15:50】
「縦型GaNパワーデバイスの真の社会実装に向けたQST x CFBによる新技術
　～QST基板からGaN機能層を剥離し、異種材料基板へ接合～」
沖電気工業株式会社　イノベーション事業開発センター　マネージャー　谷川 兼一　氏
専門：化合物半導体、マイクロLED、異種材料集積
同社プリンターに搭載しているマイクロLEDとICを接合する同社独自技術であるCFB®*技術とマイクロLEDとICを接合した異種集積半導体チップの研究開発・設計・量産化に従事。2020年にCFB技術をコアとした新規事業開発組織を立ち上げ、現在、マイクロLEDディスプレイ、MEMS、光デバイス、パワーデバイスへの応用を推進している。
*CFB®：Crystal Film Bonding の略でOKIの日本登録商標。半導体機能層のみを剥離し別の半導体基板やICなどに接合集積するOKI独自の技術。
OKIのCFBソリューションによるイノベーション創出 | イノベーション（Yume Pro） | OKI
信越化学のQST基板上でGaNの剥離／接合技術を開発｜プレスリリース｜OKI

第１部【13:00～14:40】

「GaNパワーデバイスの特徴と横型・縦型パワーデバイスの開発状況」

　近年、脱炭素・省エネルギー社会を目指した取り組みが盛んになり、電力変換における高効率化も重要な課題となっている。パワーデバイスはその基盤をなす技術で、より低損失性能が要求されている。GaNはSiCと並び、次世代のパワーデバイスと期待される材料で、開発が進められている。
　本講演では、すでに実用化されている横型GaNパワーデバイスの性能及び現状を説明するとともに、SiCの性能を凌ぐと期待される縦型GaNパワーデバイスの開発状況について説明する。

＜得られる知識>
・GaNという材料の特徴
・市販横型GaNパワーデバイスの現状及び性能
・縦型構造GaNパワーデバイスの他材料に対する優位性、差別化
・縦型構造GaNパワーデバイス開発の現状と展望

<主な受講対象者>
システム、回路技術の技術者、デバイス製造装置技術者が、次世代パワーデバイスの候補としてのGaNパワーデバイスの全体像を掴むのに役立つと思う。また、デバイスメーカーの技術者には、GaNの現状認識に役立つと思います。

１．GaNの物性と強み
 
２．GaNパワーデバイスの特徴
 
３．横型パワーデバイスの現状
　3.1 横型構造の特徴と課題
　3.2 メーカーとデバイス構造の実際
　3.3 他パワーデバイスとの性能比較
　3.4 今後の展望
 
４．縦型パワーデバイスの現状と課題
　4.1 縦型構造とプロセス要素技術課題
　4.2 要素技術の現状
　　4.2.1 結晶成長技術
　　4.2.2 トレンチ加工技術
　　4.2.3 ゲート絶縁膜とチャネル移動度
　　4.2.4 イオン注入技術
　　4.2.5 GaN基板開発の現状
　4.3 縦型パワーデバイスの実際
　　4.3.1 イオン注入を用いた終端構造
　　4.3.2 Junction Barrier Schottky (JBS) ダイオード
　　4.3.3 JFET
　　4.3.4 MOSFET
　4.4 今後の展望
 
５．期待される応用とまとめ

　□質疑応答□
 

第２部【14:50～15:50】

「縦型GaNパワーデバイスの真の社会実装に向けたQST x CFBによる新技術
　～QST基板からGaN機能層を剥離し、異種材料基板へ接合～」

　カーボンニュートラル達成に向け、次世代パワー半導体は成長市場として注目されており、中でも縦型GaNパワーデバイスは、高い性能ポテンシャルのため期待されております。しかし、普及には課題があります。
　本セミナーでは、縦GaNの普及課題を明確化し、信越化学様のQSＴ基板とOKIのCFB技術の共創による、縦型GaNの普及に向けた新技術をご紹介いたします。

※QSTは、Qromis Substrate Technologyの略。Qromis社(US)の米国登録商標。GaN成長専用の複合材料基板技術。2019年に信越化学様がライセンス取得。
※CFBは、Crystal Film Bondingの略。OKIの日本登録商標。結晶膜やデバイスを成長基板から剥離し異種材料基板へ接合する技術。
   
＜得られる知識＞
・次世代パワー半導体の動向、縦型GaNパワーデバイスの普及課題
・大口径な窒化ガリウムを提供するQST基板の特長
・縦型を接合で実現するCFB技術の特長

<主な受講対象者>
・エンジニア、ビジネスパーソン（技術的知識は不要で、お楽しみ頂けるように工夫いたしました。さらに、化合物半導体の知識があれば、より深くお楽しみ頂けると思います。）

１．次世代パワー半導体の動向
　1.1 取り巻く環境
　1.2 市場動向
　1.3 GaNの高い性能ポテンシャル
　1.4 GaNの課題
 
２．QSTの紹介
　2.1 QST基板構造と特長
　2.2 驚異的な特性の実現
　2.3 普及可能な大口径化の実現
　2.4 GaNデバイス実績とCFBとの親和性
 
３．CFBの紹介
　3.1 歴史
　3.2 量産実績
　3.3 技術概要
　3.4 ビジネスモデル
 
４．QST x CFBの課題解決
　4.1 縦型GaNの課題解決
　4.2 縦型GaNのプロセス提案

　□質疑応答□
  

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