2研究成果／高性能パワーデバイス

R-12

2021

パワー半導体材料のX線トポグラフィーオペランド観察法開発

アピールポイント

欠陥の高分解能リアルタイム観察
【技術シーズ：オペランド観察のX線トポグラフィー技術】

課題

・格子欠陥がデバイス性能を低下させる機構を解明するためには、結晶に内在する欠陥の「静的」評価だけでは不十分

・デバイス動作中における欠陥の新規発生と構造変化をオペランド観察できる手法が必要

解決手段

・高空間分解能カメラを含む新たな光学系を構築し、欠陥の構造と三次元形態をリアルタイムで取得するX線トポグラフィー（XRT）の観察方法を確立

成果・新規性

・結晶欠陥をリアルタイムで観察可能なXRT光学系と観察方法を構築

・世界最高水準の原子核乾板を超える空間分解能でパワー半導体材料（SiC、GaN、Ga₂O₃、AlN）の欠陥観察に成功

・実験方法： X線トポグラフィー（XRT）・実施場所：放射光施設（SPring-8、KEK-PF ）

期待される市場・応用

・パワーデバイスの故障原因同定

・パワーデバイスの信頼性評価

・パワー半導体結晶成長と欠陥低減技術の開発

発表文献

Y. Yao, Y. Tsusaka et al., Appl. Phys. Lett., 117, 092102 (2020).
Y. Yao, Y. Sugawara et al., Jpn. J. Appl. Phys., 60, 010908 (2021).

謝　辞：本研究は知の拠点あいち重点研究プロジェクト、NEDO未踏チャレンジ2050、科研費20K05355、日本板硝子材料工学助成会助成金、およびKEK放射光共同利用にて実施されたものである。