SiCの製造・加工技術～結晶成長・加工プロセス技術と各種課題への対応～

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第1章 SiC 材料の種類・基本構造とその物性・特徴など

第1節 各種SiC の構造および特徴・物性

第1項 昇華再結晶法向けSiC 原料高純度炭化ケイ素(SiC)粉末
1. 高純度SiC 粉末 開発経緯
2. 高純度SiC 粉末の製造方法
2.1 原料混合、焼成、解体
2.2 粉砕、 分級、 洗浄
3. 高純度SiC 粉末の物性
4. 昇華再結晶法に適した高純度SiC 粉末の開発とその特徴

第2項 SiC 単結晶の構造および物性・特徴

第3項 パワー半導体用SiCエピタキシャル薄膜・ウェハの基本特性
1. ポリタイプ制御
2. 純度および不純物の制御
3. SiCエピ起因の表面欠陥制御
3.1 パワーデバイス用エピウェハにおけるエピ起因欠陥低減の重要性
3.2 エピ起因欠陥低減の考え方と装置技術
4. 基板から伝播するキラー欠陥の抑制技術
5. エピウェハの均一性・安定性

第2節 SiC とその他次世代パワー半導体材料との比較
1. パワー半導体デバイスに必要な材料特性の比較
2. バンドギャップ
3. 絶縁破壊電界強度
4. ワイドバンドギャップ半導体が小さいオン抵抗を示す理由
5. SiC のドーピング密度はSi の100 倍
6. SiC は価電子制御が容易で実用性に優れる
7. 電子移動度と飽和ドリフト速度
8. MOSFET のチャネル内の電子移動度とオン抵抗
9. 熱伝導率
10. 半導体材料と応用分野
11. 半導体材料とデバイス構造


第2章 SiC ウェハの結晶成長

第1節 SiC 単結晶成長の基礎理論

第2節 SiC 結晶成長技術

第1項 昇華再結晶法
1. 昇華法
2. 結晶多形(ポリタイプ)制御技術の必要性
3. 今後の課題
4. 結晶成長の数値解析(昇華法のモデル化)

第2項 高温溶液成長法
1. 溶液成長技術
1.1 結晶育成装置ならびに一般的成長法
1.2 溶液成長の高速化と溶媒組成
1.3 メニスカス形成凹面成長法
2. 欠陥制御
2.1 転位制御
2.2 マクロステップ制御
3. 計算科学的アプローチ
4. 成長界面制御と溶媒組成

第3項 4H-SiC のホモエピタキシャル成長の基礎とその応用
1. 4H-SiC のホモエピタキシャル成長の基礎
1.1 成長条件および成長装置
1.2 ステップ制御エピタキシー
1.3 C/Si 比
1.4 面極性
2. SiC のホモエピタキシャル成長技術を応用した埋込成長技術
2.1 埋込成長技術
2.2 埋込成長技術の現状

第3節 SiC の結晶欠陥
1. 4H-SiC の結晶構造
2. 基底面転位
2.1 すべり面
2.2 転位の向きとバーガース・ベクトル
2.3 基底面完全転位と基底面部分転位
3. 貫通刃状転位
4. 貫通らせん転位
5. フランクの刃状転位
6. 貫通混合転位
6.1 b = + c[0001]+ a / 3〈1120〉型の貫通混合転位
6.2 b = + c[0001]+ a〈1100〉型の貫通混合転位
7. マイクロパイプ
8. 4H-SiC の積層欠陥について
8.1 ショックレー型積層欠陥とフランク型積層欠陥
8.2 多層積層欠陥
9. デバイスへの影響
9.1 p-i-n 構造での逆バイアス特性に及ぼす転位の影響
9.2 酸化膜絶縁破壊
9.3 順方向特性劣化

第4節 結晶成長プロセスにおける高品質化・欠陥低減技術

第1項 昇華法と溶液成長を組み合わせた欠陥低減技術
1. 溶液成長によるTSD 変換
2. 低オフ角ハイブリッド成長での課題と成長オフ角によ...