■１日目■　2026年7月29日(水) 10:30～16:30

次世代パワー半導体とパワーデバイスの結晶欠陥評価技術

～ワイドギャップ半導体の結晶評価の各手法の原理と適用事例、範囲と課題～

＜セミナー講師＞

三重大学 研究基盤推進機構 半導体・デジタル未来創造センター 教授　博士（工学）　姚 永昭　氏

＜趣旨＞

4H-SiC、GaN、β-Ga2O3、AlNにに代表されるワイドギャップ化合物半導体は、高電力密度、低損失、高温動作時の安定性など、従来の半導体材料を凌駕する特性を有しており、近年、これらを用いた次世代パワーデバイスの研究開発が急速に進展している。しかし、これらの材料は強い共有結合を持つため結晶成長が難しく、成長後の結晶中には転位などの格子欠陥が高密度で存在する。一部の格子欠陥はデバイス性能や信頼性を著しく低下させる要因（いわゆるキラー欠陥）となるため、欠陥の分布や種類を正確に把握し、それらの情報を結晶成長およびデバイスプロセスにフィードバックすることが極めて重要である。

本講演では、ワイドギャップ半導体の結晶評価技術の開発に焦点を当て、各手法の原理と適用事例について基礎から解説する。加えて、各評価技術の適用範囲や課題についても述べるとともに、放射光X線トポグラフィーをはじめ、エッチピット法、透過型電子顕微鏡（TEM）、多光子励起顕微鏡など、最新の評価手法に関する取り組みについて紹介する。

＜プログラム＞

1．はじめに

1-1　パワーデバイス用ワイドギャップ半導体

1-2　結晶中の欠陥

1-3　欠陥評価手法とその適用範囲

2．結晶評価手法

2-1　選択性化学エッチング（エッチピット法）

2-1-1　SiCの溶融KOH+Na2O2エッチング

2-1-2　GaNのエッチピットおよびTEMによる検証

2-1-3　Ga2O3のKOH+NaOH共晶エッチングと熱リン酸処理

2-2　透過型電子顕微鏡

2-2-1　gb解析による転位バーガースベクトルの判定

2-2-2　LACBED法

2-3　多光子励起顕微鏡

2-3-1　多光子励起顕微鏡の原理

2-3-2　GaN結晶中の転位の多光子励起顕微鏡観察と3D可視化

2-4　X線回折とX線トポグラフィー

2-4-1　X線回折

2-4-2　X線トポグラフィーの原理

2-4-3　反射配置と透過配置

2-4-4　SiCのX線トポグラフィーの評価例

2-4-5　GaNのX線トポグラフィーの評価例

2-4-6　Ga2O3のX線トポグラフィーの評価例

2-4-7　AlNのX線トポグラフィーの評価例

2-5　その他の手法

3．最新の研究内容

3-1　異常透過および転位の動力学コントラスト

3-2　X線トポグラフィーを用いたデバイスの評価

3-3　結晶中欠陥の三次元可視化

□質疑応答□

■２日目■　2026年7月31日(金) 10:30～16:30

ＳｉＣパワー半導体の最新動向とＳｉＣ単結晶ウェハ製造の現状と展望

＜セミナー講師＞

関西学院大学 工学部 教授、Ph.D.　大谷 昇　氏

＜趣旨＞

150mm口径に加えて200mm口径のSiC単結晶ウェハの市販が開始され、電動自動車（xEV）のみならず、種々の産業機器へのSiCパワーデバイスの搭載が本格化している。

パワー半導体向けには、その電子物性の優位性から4H-SiC単結晶ウェハが使用される。市販の4H-SiC単結晶ウェハを用いて、既に、高速・低損失のSiCショットキー障壁ダイオード（SBD）、金属–酸化膜–半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）等のSiCパワーデバイスが製造・販売され、機器の省エネ化・高性能化に大きく貢献しているが、SiCパワーデバイスのさらなる高性能化・高信頼性化、そして低コスト化には、そこで使用されているSiC単結晶ウェハのさらなる高品質化・低コスト化が必要不可欠である。

本講演では、SiCパワー半導体開発の最前線を紹介すると共に、SiC単結晶ウェハの開発状況・ビジネス展開について解説し、SiC単結晶ウェハ開発において今後取り組むべき技術課題を議論する。

＜得られる知識、技術＞

SiCパワー半導体に関する基礎知識、開発・ビジネスの概況、SiCパワー半導体の礎となるSiC単結晶ウェハに関する基礎知識、開発・ビジネスの概況について修得できます。

＜プログラム＞ ※時間配分は目安です。進行状況により前後することがございます。

■SiCパワー半導体開発の現状　【10:30～12:00】

１．SiCパワー半導体開発の背景

1.1 環境・エネルギー技術としての位置付け

1.2 SiCパワー半導体開発がもたらすインパクト

２．SiCパワー半導体開発の歴史

2.1 SiCパワー半導体開発の黎明期

2.2 SiC単結晶成長とエピタキシャル成長のブレイクスルー

３．SiCパワー半導体開発の現状と動向

3.1 SiCパワー半導体の市場

3.2 SiCパワー半導体関連の学会・業界動向

3.3 SiCパワー半導体関連の最近のニュース

４．SiC単結晶の物性的特徴と各種デバイス応用

4.1 SiC単結晶とは？

4.2 SiC単結晶の物性と特長

4.3 SiC単結晶の各種デバイス応用

５．SiCパワーデバイスの最近の進展

5.1 SiCパワーデバイスの特長

5.2 SiCパワーデバイス（SBD、MOSFET）の現状

5.3 SiCパワーデバイスのシステム応用

昼食休憩　【12:00～13:00】

■SiC単結晶ウェハ製造プロセスの現状と展望　【13:00～14:30】

６．SiC単結晶のバルク結晶成長

6.1 SiC単結晶成長の熱力学

6.2 昇華再結晶法

6.3 溶液成長法

6.4 高温CVD法（ガス法）

6.5 その他成長法

７．SiC単結晶ウェハの加工技術

7.1 SiC単結晶ウェハの加工プロセス

7.2 SiC単結晶の切断技術

7.3 SiC単結晶ウェハの研磨技術

８．SiC単結晶ウェハ上へのSiCエピタキシャル薄膜成長技術

8.1 SiCエピタキシャル薄膜成長技術の概要

8.2 SiCエピタキシャル薄膜成長装置の動向

【14:30～14:40】　休憩

■SiC単結晶ウェハ製造の技術課題　【14:40～16:10】

９．SiC単結晶のポリタイプ制御

9.1 SiC単結晶のポリタイプ現象

9.2 各種ポリタイプの特性

9.3 SiC単結晶成長におけるポリタイプ制御

１０． SiC単結晶中の拡張欠陥

10.1 各種拡張欠陥の分類

10.2 拡張欠陥の評価法

１１．SiC単結晶のウェハ加工

11.1 ウェハ加工の技術課題

11.2 ウェハ加工技術の現状

１２．SiCエピタキシャル薄膜成長

12.1 エピタキシャル薄膜成長の技術課題

12.2 エピタキシャル薄膜成長技術の現状

１３．SiC単結晶ウェハの電気特性制御

13.1 低抵抗率SiC単結晶ウェハの必要性

13.2 低抵抗率SiC単結晶ウェハの技術課題と現状

１４．SiC単結晶ウェハの高品質化

14.1 マイクロパイプ欠陥の低減

14.2 貫通転位の低減

14.3 基底面転位の低減

１５．まとめ

□質疑応答□　【16:10～16:30】