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研究成果/次世代パワーデバイス解析 研究開発トップへ 2019年度の一覧へ

R-22
2019

究極のパワー素子を目指した
窒化アルミニウム単結晶の転位評価




課題
窒化アルミニウム(AlN)は、超高耐圧・高温動作のパワー素子用の半導体材料として期待されるが、結晶高品質化および素子故障解析に必要な転位評価技術が確立されていない。

解決手段
・非破壊で基板全面の転位を評価可能なX線トポグラフィ観察法を開発
・簡易かつ短時間で転位を評価可能なエッチピット法を開発

成果・優位性
現状最大級(φ35mm)のAlN単結晶基板全面の転位の種類と分布を高精度かつ非破壊で評価できるX線トポグラフィ観察法を確立
簡易かつ大面積に適用可能なエッチピット転位検出分類法を確立し、1日程度で基板全面の転位情報が把握可能
透過電子顕微鏡を用いた転位構造解析を行い、上記方法の精度を検証


実験方法: X線トポグラフィ:KEK BL-3C&14B、エッチング処理:KOH+Na2O2溶融液
AlNのX線トポグラフィ像および転位分類

エッチピット法によるAlNの転位検出と分類



期待される市場・応用
・AlN単結晶の転位低減
・AlNパワーデバイス
・AlNバルク基板とエピ膜の高品質化
・深紫外発光デバイスの高性能化

発表文献
Y.Yao, Y.Sugawara, Y.Ishikawa, et al., Jpn. J. Appl. Phys. 58 (2019) SCCB29

謝辞 本研究は、NEDOエネルギー・環境新技術先導研究プログラム・未踏チャレンジ2050、および高エネルギー加速器研究機構・放射光共同利用実験(課題2018G501)で実施されたものである。


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