パワーデバイス劣化機構の解明に向けた格子欠陥のオペランド観察技術の開発

• Project/Area Number: 23K26565
• Project/Area Number (Other): 23H01872 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30010:Crystal engineering-related
• Research Institution: Mie University (2024); Japan Fine Ceramics Center (2023)
• Principal Investigator: 姚 永昭 三重大学, 研究基盤推進機構, 教授 (80523935)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 由加里 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 特任主幹研究員 (60416196) ; 菅原 義弘 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (70466291)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000); Fiscal Year 2026: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2023: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
• Keywords: Ga2O3 / 結晶欠陥 / X線トポグラフィー / オペランド観測 / 転位 / crystal defect / dislocation / power device / operando / X-ray topography

Outline of Research at the Start

本研究では、実際の電力変換・制御時と同様な高電圧・大電流・高温の条件でデバイスを動作させながら、半導体結晶に含まれる格子欠陥の挙動をサブμmの高空間分解能かつリアルタイムで可視化する手法―パワーデバイス格子欠陥のオペランド観察法―を開発する。観察の結果に基づき、劣化を引き起こすキラー欠陥の正体と劣化の機構を突き止め、高性能・高信頼性のパワーデバイスを実現するために必要な欠陥低減の指針を構築する。