| 研究課題/領域番号 |
19K05294
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30010:結晶工学関連
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| 研究機関 | 岡山県立大学 |
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研究代表者 |
末岡 浩治 岡山県立大学, 情報工学部, 教授 (30364095)
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| 研究分担者 |
山本 秀和 千葉工業大学, 工学部, 教授 (00581141)
中塚 理 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20334998)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | パワーデバイス / 欠陥制御 / 計算手法 / パワーデバイス用半導体 / 材料系残 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の概要は，点欠陥の熱平衡濃度に与えるドーパントと不純物の影響，さらに各要素間の結合エネルギーについて，実験パラメータを用いることなく算出可能な手法として我々が開発した“箱庭法”を用いて計算し，その結果を結晶成長の連続体シミュレーションに組み込むことで形成しうる欠陥種と濃度を予測可能な計算手法へと発展させるとともに，これを適用してパワーデバイス用半導体の高品位化に貢献することである．
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| 研究成果の概要 |
本研究の成果として，(1)IGBT用低酸素MCZ-Si結晶について，Nドープにより原子空孔（V）の拡散が抑制され，ボイド欠陥の形成が抑制されること，および，HドープによりHは主として格子間Si（I）と結合し，転位クラスターの形成をより抑制することを明らかにした．(2)SiパワーMOSFET用超高濃度Pドープn型Si結晶において，格子間Pの形成やそれに伴う積層欠陥の形成過程を明らかにした．(3)GaN結晶について，V(Ga)-I(Ga)ペアよりもV(N)-I(N)ペアの方が安定であることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，我々が開発した“箱庭法”をSi，SiC，GaNなどのパワーデバイス用半導体における原子レベルでの欠陥挙動の解明と制御に適用したが，このようなシミュレーションは報告がなく，学術的に高い意義がある．また，研究成果は産業界において，パワーデバイス用半導体結晶の品質改善や製品の開発加速に寄与するといった社会的意義も持つ．
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