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パワーデバイスの基本構造・特性、製造方法、パワーモジュールの概要から信頼性評価に至るまで、基本的な内容を一通り理解できる構成。

受講者の方には、「はかる×わかる半導体 パワーエレクトロニクス編」「半導体技術者検定 受験券」を進呈。
検定試験を受けることにより、理解度を確認することができます。

開催概要

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開催日時: 
 10月 27日(火)9:45 - 17:45
 10月 28日(水)9:45 - 17:45

対象者:
現在半導体、特にパワーエレクトロニクス分野に関わる若手技術者の方
半導体業界に興味がある理系大学生、大学院生の方

開催場所
SEMIジャパン JPRビル7階 第一、第二会議室
東京都千代田区九段南4-7-15 JPR市ヶ谷ビル7F
※1Fが「東急リバブルGRANTACT市ヶ谷」のビルです
https://goo.gl/maps/kpoo7wpDk5u5KN517

アクセス:
JR総武線「市ヶ谷駅」より徒歩5分
JR市ヶ谷駅より靖国神社方向にお進みください。進行方向右手。
都営地下鉄新宿線、東京メトロ有楽町線・南北線
「市ヶ谷駅(A3出口)」より徒歩1分(A3出口から地上に出られた右手)

主催 : SEMI ジャパン/パワーデバイス・イネーブリング協会(共催)

参加費 :
SEMI会員/パワーデバイス・イネーブリング協会会員:46,000円
一般(非会員企業)の方:67,000円
※価格はいずれも税抜です

定員 : 18名(先着順)

その他  : 2日間とも昼食(お弁当)をご用意させて頂きます。

コロナウイルス感染防止対策につきまして:
①下記の場合は来場をお控え頂きますよう宜しくお願い致します。

  • 発熱、咳、咽頭痛等の症状がある場合
  • 過去2週間以内に感染が引き続き拡大している国や地域への訪問歴がある場合、また訪問歴がある方との濃厚接触がある場合
  • 過去2週間以内に新型コロナウイルス感染症陽性と診断された方との濃厚接触がある場合
  • 過去2週間以内に同居されている方に感染が疑われた場合

②本講座当日に感染者が出た場合、必要に応じて収集した個人情報を保健所等の公的機関に提供する場合がございます。

③当日は受付にて検温を実施致します。37.5度以上の場合はご入場頂けませんので、ご了承下さい。

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プログラム 

※内容はやむを得ず変更となる場合がございます。予めご了承ください。

Ⅰ.導入

(1)パワーデバイスの用途
パワーデバイスの各用途(アプリケーション)が必要とする定格電流と定格電圧の範囲、及び各パワーデバイスが持つ定格電力と動作周波数の範囲の概要を説明します。

(2)パワーデバイスの種類
パワーデバイスの全種類を分類し、パワーデバイスの全体像が見えるようにします。

Ⅱ.半導体特性の基礎

(1)半導体とは
半導体の基本であるP型とN型半導体を説明します。

(2)半導体中の電気伝導
半導体中の電気伝導の基本成分について説明します。

(3)バルク抵抗と特性抵抗
パワーデバイスでは、ドリフト領域等の抵抗を見積もることが重要です。その基本である抵抗と抵抗率について説明します。また、パワーデバイス特有の特性オン抵抗についても説明します

(4)アバランシェブレークダウン電圧
PN接合のアバランシェブレークダウン電圧BVについて説明し、理想特性オン抵抗とBVの関係(パワーデバイスの特性評価に重要な関係)についても触れます。

(5)パワーデバイス終端構造
パワーデバイスの終端では電界集中により耐圧が低下します。それを防ぐ方策(フローティングフィールドリングとフィールドプレート)について説明します。また、ウエハ全体をデバイスとして用いる場合(パワーサイリスタ等)のウエハ端でのベベル構造についても説明します。

(6)ライフタイム
キャリアの再結合はバイポーラデバイス(ダイオードや等)の伝導特性に影響を与えます。そのキャリアの再結合過程について説明し、低レベルと高レベル注入時のライフタイムについて説明します。

Ⅲ.パワーデバイスの特性

(1)PN接合ダイオード
接合ダイオードの構造、熱平衡状態の基本特性(ビルトイン電位、空乏層幅等)、及び順方向と逆方向にバイアスをかけた場合の電流・電圧の基本特性を説明します。また、空乏層容量と拡散容量についても説明します。拡散容量はPNダイオードのターンオフ期間に影響します。

(2)ショットキーダイオード 
ショットキーダイオードの構造、熱平衡状態の基本特性(ショットキー障壁高さ、ビルトイン電位等)、及び順方向と逆方向にバイアスをかけた場合の電流・電圧の基本特性(順方向:熱電子放出、逆方向:鏡像力によるショットキー障壁の低下等)を説明します。また、リーク電流による熱暴走についても説明します。更に、リーク電流を抑制したダイオードについても触れます。

(3)PiNダイオード
ダイオードの構造、高レベル注入時の順方向特性(伝導度変調)、及び逆方向のリーク電流特性について説明します。また、ターンオン期間の電圧の回復特性とターンオフ期間の電流の回復特性についても説明します。更に、PiNダイオードにショットキー構造を取り込んだMPS (Merged PiN/Schottky) ダイオードについても触れます。

(4)パワーMOSFET
パワーMOSFETの種類と構造(横型、縦型プレーナ型、トレンチ型)、電流・電圧特性(しきい値電圧、電流式、特性オン抵抗等)、及びスイッチング特性について説明します。また、低特性オン抵抗で高耐圧を確保できるスーパージャンクションとについても説明します。

(5)IGBT
IGBTの種類と構造(パンチスルー(PT)、ノンパンチスルー(NPT)、フィールドストップ(FS))、電流・電圧特性(等価回路、耐圧、オン電圧(伝導度変調)等)、スイッチング特性(ターンオフ特性)、及びトレンチゲートIGBTについて説明します。

(6)サイリスタ
サイリスタの種類と構造(パワーサイリスタ、GTO、Triac)、電流・電圧特性(等価回路、耐圧、順方向伝導特性(伝導度変調)等)、及びスイッチング特性について説明します。また、サイリスタのゲートへのトリガ電流によるターンオンとGTOの逆ゲート電流によるターンオフの動作メカニズムについても説明します。

(7)ワイドギャップ半導体
ワイドギャップ半導体材料(4H-SiCとGaN)の基本特性、及びその半導体を用いた以下の各デバイス特性を説明します。ショットキーダイオード(4H-SiC, GaN)、JBSダイオード(4H-SiC)、PiNダイオード(4H-SiC)、MPSダイオード(4H-SiC)、パワーMOSFET(4H-SiC)、GaN HEMT

Ⅳ.最新のパワーデバイス

最新のパワーデバイスに関して以下の各デバイスの論文紹介をします。SiのIGBT、4H-SiC のJBSとMPSの各ダイオード、及びパワーMOSFET、そしてGaN HEMT

Ⅴ.パワーデバイスの製造

Siのパワーデバイス用ウエハ(FZ (Floating Zone) ウエハとエピタキシャルウエハ)を紹介し、FS(Field Stop)-IGBTの概要プロセスフローを説明します。また、パワーデバイス特有プロセスとして、スーパージャンクションMOSFET形成方法、及び薄ウエハのハンドリングを可能にするTAIKOプロセスについても説明します。更に、4H-SiCの特有プロセス(Siプロセスと大きく異なる点)についても説明します。

Ⅵ.パワーモジュール

パワーモジュールとしてIGBTモジュールを取り上げ、このモジュールの構成と製造フローの概要について説明します。更にパワーモジュールの高性能化についても説明します。

Ⅶ.パワーデバイスの測定

測定対象のパワーデバイスとしてIGBTを取り上げ、最大定格、動特性、及び静特性の各パラメータを説明します。また、チップテスト(静特性)とモジュールテスト(熱抵抗)の概要を説明します。

Ⅷ.パワーデバイスの応用(回路)

パワーデバイスの応用として、AC-DCコンバータ(整流回路)、DC-DCコンバータ、及びDC-ACインバータがあり、これらを説明します。ここでは、特にDC-DCコンバータのスイッチング電源に注目します。このスイッチング電源として、矩形波非絶縁型(昇圧、降圧、昇降圧)、矩形波絶縁型(フルブリッジ、ハーフブリッジ、フォワード、プッシュプル、フライバック)、及び共振型(電流共振、電圧共振、部分共振)があり、これらの電源の動作メカニズムを説明します。

Ⅸ.パワーデバイスの品質保証

パワーデバイスの故障率(初期故障、偶発故障、摩耗故障)及びパワーデバイス特有の信頼性試験について説明します。また、代表的なパワーデバイスの故障モード(パワーMOSFETの高dV/dt、IGBTのラッチアップと短絡回路、サイリスタの高dI/dtと高dV/dt)とパワーモジュールの故障モード(パワーサイクルによる温度変化)を説明します。最後に、有効な故障診断装置を紹介します。

 

講演者

松田 順一

群馬大学大学院理工学府電子情報部門客員教授

松田 順一 氏

1979年同志社大学大学院工学研究科電気工学専攻前期博士課程修了。
2005年まで東京三洋電機(後、三洋電機)株式会社、05年から東光株式会社、09年から13年旭化成東光パワーデバイス(後、旭化成パワーデバイス)株式会社に勤務。
02年から現在まで群馬大学で約10年間客員教授。博士(工学)。
メモリなどの微細デバイス、パワーデバイスなどの研究開発及び量産に従事。

 

お申込みについて

お申込みにあたり、以下の事項について必ずご一読ください。

 

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お申込日を起算日として10日以降(例:10月1日にお申込の場合、10月10日以降)、及び、開催日14日前(10/13(火))を過ぎた場合、キャンセル・変更はできません。代理の方の出席にてお振替えください。
万一ご欠席の場合でも、参加費用全額を申し受けますので、あらかじめご了承ください。

 

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SEMIジャパン イベント受付 
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