④Ｓｉ，ＳｉＣ，ＧａＮ等の結晶とウエハ

コース区分	アドバンスト・コース（A）
講座名	Ｓｉ，ＳｉＣ，ＧａＮ等の結晶とウエハ
日程等	2016/12/6（90分）

講義の概要

自動車をはじめとするパワーエレクトロニクスに用いられる半導体材料であるシリコン（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）について、その基礎物性、製造方法と課題について解説します。
序論では、パワーエレクトロニクスに使われる半導体素子を簡単に紹介し、その種類と役割を簡潔に説明します。次に、珪素、炭化珪素，窒化ガリウムなどの半導体材料を紹介します。珪素は、最も広く使われている半導体材料です。炭化珪素や窒化ガリウムに比較して「欠点が少ない結晶」であることが特徴と言って良いでしょう。炭化珪素と窒化ガリウムは「ワイドバンドギャップ」と呼ばれる通り、半導体の電子状態である「伝導帯」と「価電子帯」の間が広い物質です。物理定数がシリコンとは大幅に異なることが注目され、絶縁破壊電界が高いこと、動作温度が高いこと、低損失であること、などからパワーデバイスに向いている材料です。電力制御といった大きな電圧・電流を扱う用途には、容易には電気を流さず、流す時には損失なく流すことが必要ですが、そのために「バンドギャップ」が大切であることは理解して頂きたいことです。

１．半導体素子とパワーエレクトロニクス
２．半導体材料（シリコン、炭化珪素、窒化ガリウム）の特徴
３．シリコンの製造方法
４．炭化珪素の製造方法
５．窒化ガリウムの製造方法
６．半導体結晶の特徴的用語
結晶と多形（よく使われる記号の意味）
結晶欠陥、など
７．課題

以上を通して、結晶材料の見方、材料の機能の限界、それを超える考え方、などについて考えます。
例えば、化学反応の速度に理論的に生じる上限について、それを超える方法を実現した例などを紹介しながら、色々な物理現象、化学現象を含めた自然現象を高度に活用する考え方を議論します。