• 電子版 月刊BIO INDUSTRY

検索条件

フリーワード商品検索

→詳細検索はこちら


お買い上げ合計金額2,000円以上の場合は配送料を当社負担!

cmcbooks内の検索(Yahoo検索)

商品カテゴリ

オススメコンテンツ
広告出稿のご案内
月刊誌や年鑑などの印刷物への広告から,Webやメールマガジンまで,広告出稿をお考えの方へのご案内です。

書評掲載一覧
さまざまな雑誌,新聞等で掲載していただいた書評の一覧です。(11月13日更新)

電子書籍のご案内
過去の書籍をお求めやすい価格で電子版として販売! 雑誌バックナンバーも充実!

常備書店
常時棚揃えしている全国の書店様をご紹介しています

海外注文 overseas order
海外からのご注文も承っています。


よくある質問
お問い合わせの多いご質問など,よくあるご質問を掲載しています。


弊社サイトは,グローバルサインのSSLサーバ証明書を導入しております。ご注文情報等は,全て暗号化されますので安心してご利用頂けます。

パワーエレクトロニクスの新展開

  • Recent Development of Power Electronics
※こちらの書籍は,電子書籍(eBook)として販売をしております。
・価格3,200円(税抜)
丸善販売サイト「Knowledge Worker」にてPDF版販売中!
http://kw.maruzen.co.jp/ims/itemDetail.html?itmCd=1024390811

★ 高度電力化社会の進展に向けて、ユビキタスな存在を目指すパワーエレクトロニクス!
★ キィデバイスとなるワイドバンドギャップ半導体による先進パワーデバイスを紹介!
★ 国内第一線研究者23名が執筆!

商品コード: T0693

  • 監修: 大橋弘通・木本恒暢
  • 発行日: 2009年9月
  • 価格(税込): 70,200 円
  • 体裁: B5判、197ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0137-2

個数: 

カゴに入れる

  • 単結晶基板 / パワーMOSFET / SBD / 窒化物半導体 / 炭化珪素 / ダイヤモンド半導体 / 次世代モータルシフト / SiC / GaN

刊行にあたって

 温室効果ガス排出に伴う地球温暖化問題は、人類が解決すべき21世紀最大の課題のひとつである。資源エネルギー庁が2005年に作成した「超長期エネルギー技術ビジョン」では、炭酸ガスなどの温室効果ガス放出を2050年までに半減するには、最終エネルギーの電力化率を現在の20%から50%にする必要があるとしている。最終エネルギーの半分を電力で供給する施策を実施することで、現行技術で推移した場合に予測される最終エネルギー消費を40%以上抑制することを試算している。これによりエネルギーの安定供給、生活環境の維持及び持続的な成長が相互に鼎立する高度電力化社会の実現を目指している。
 高度電力化社会では、電力供給と消費の全体最適化が必須条件であり、電気エネルギー有効利用に関わるパワーエレクトロニクスが「どこでも、だれにも、いつでも」使われるユビキタスな存在となることが予測される。経済産業省が2007年度に発表した「CoolEarth革新技術計画」では、2050年までに温室効果ガス放出を半減するために必要な「21の重要技術」を選択し、2030年までの実用化を狙っている。この中で分野横断技術としてパワーエレクトロニクスが取り上げられており、公的文書で初めてその重要性を裏付けている。
 半導体デバイスの集積化技術の発展により、マイクロエレクトロニクス(ME)システムの情報処理密度(ビット密度)は過去30年で約5桁近く向上し、個別部品による回路技術では不可能だった大規模なMEシステムがワンチップ化した。その結果、MEシステムは文字通りユビキタスな存在になっている。パワーエレクトロニクスの進歩に目を向けると、電力変換装置の出力パワー密度は過去30年で2桁以上も向上し、応用分野や電力容量にもよるが、現在は平均で10W/cm3に迫っている。今後、パワーエレクトロニクスがより一層、ユビキタスな存在となって行くためには、MEシステムがビット密度の増加とそれに伴うビット当りの単価の大幅低減を実現したように、出力パワー密度の大幅な増加と、それによる電力変換装置のワット当りの単価の低減を可能にする技術の発展がその鍵を握っている。
 出力パワーを決定する電力変換装置の体積を占めている大きな要因は、パワーデバイスの冷却装置とインダクタ、トランス、コンデンサなどの受動部品の体積である。電力変換装置の変換効率を向上させながら、これらの体積を縮小するには、パワーデバイスの低損失化とスイッチング速度の向上が不可欠である。また、損失低下を損なう事なく高温動作できるデバイスも重要である。低損失化や高温動作は冷却装置体積を縮小する上で重要なデバイス性能である。また、スイッチング速度の向上は受動部品の小型化に大きく寄与する。過去、パワーエレクトロニクス装置の高効率化と出力パワー密度の向上を果たす上で重要な役目を果たしてきた、シリコンのパワーデバイスの性能向上は材料限界が顕在化しつつあり、材料限界を突破する視点から、SiC、GaN、ダイヤモンドを使ったパワーデバイスの研究開発が盛んである。
 このような状況を念頭に、本書『パワーエレクトロニクスの新展開』は、次世代パワーエレクトロニクスのキイデバイスとなるワイドバンドギャップ半導体による先進パワーデバイスを軸に編集された。第1章はSiC、第2章はGaN、第3章はダイヤモンド、最後の第4章は、パワーエレクトロニクスの2大応用分野であるモータと電源の視点から応用の記述がなされている。高度電力化社会の本格的な進展に向けてユビキタスなパワーエレクトロニクスの浸透を加速する多様な応用の開拓に本書が役立つことを期待したい。
(「巻頭言―パワーエレクトロニクス応用への期待―」より)

(独)産業技術総合研究所 大橋弘通

 

著者一覧

 
大橋弘通   (独)産業技術総合研究所 エネルギー半導体エレクトロニクス研究ラボ プロジェクトマネージャー(招聘研究員)
木本恒暢   京都大学 工学研究科 電子工学専攻 教授
大谷 昇   関西学院大学 SiC材料・プロセス研究開発センター センター長;教授
児島一聡   (独)産業技術総合研究所 エネルギー半導体エレクトロニクス研究ラボ
福田憲司   (独)産業技術総合研究所 エネルギー半導体エレクトロニクス研究ラボ SiCパワーデバイス技術統括
四戸 孝   (株)東芝 研究開発センター 電子デバイスラボラトリー
藤平龍彦   富士電機デバイステクノロジー(株) 電子デバイス研究所 所長
岩室憲幸   富士電機デバイステクノロジー(株) 電子デバイス研究所 WBG Grマネージャー
中野佑紀   ローム(株) 研究開発本部 新材料デバイス研究開発センター 研究員
三浦峰生   ローム(株) 研究開発本部 新材料デバイス研究開発センター 研究員
川本典明   ローム(株) 研究開発本部 新材料デバイス研究開発センター 研究員
大塚拓一   ローム(株) 研究開発本部 新材料デバイス研究開発センター 准研究員
奥村啓樹   ローム(株) 研究開発本部 新材料デバイス研究開発センター 
中村 孝   ローム(株) 研究開発本部 新材料デバイス研究開発センター センター長(次席研究員)
田中保宣   (独)産業技術総合研究所 エネルギー半導体エレクトロニクス研究ラボ 主任研究員
江川孝志   名古屋工業大学 極微デバイス機能システム研究センター センター長;教授
井手利英   (独)産業技術総合研究所 エネルギー半導体エレクトロニクス研究ラボ 研究員
田中 毅   パナソニック(株) セミコンダクター社 半導体デバイス研究センター 所長
池田成明   古河電気工業(株) 横浜研究所 GaNプロジェクトチーム 主査
鹿田真一   (独)産業技術総合研究所 ダイヤモンド研究センター 副センター長
嘉数 誠   日本電信電話(株) NTT物性科学基礎研究所 薄膜材料研究グループ・リーダー;主幹研究員
内藤治夫   岐阜大学 工学部 人間情報システム工学科 教授
二宮 保   長崎大学 工学部 エネルギーエレクトロニクス学講座 教授

目次

第1章 SiC
1. SiC―可能性とその特徴―
1.1 はじめに
1.2 SiCのポリタイプ現象と結晶成長技術の概要
1.3 SiCの物性
1.4 SiCパワーデバイスの特徴

2. SiC単結晶基板の高品質化技術
2.1 はじめに
2.2 SiC単結晶基板製造技術の概要
2.3 SiC単結晶基板研磨技術の高品質化
2.4 SiC単結晶基板中の結晶欠陥
2.5 SiC単結晶基板の高品質化技術
2.6 おわりに
             
3. SiCエピタキシャル薄膜の多形制御技術
3.1 はじめに
3.2 多形制御の基礎(オフ基板を用いたステップ制御エピタキシー)
3.3 多形制御の新展開
3.3.1 背景
3.3.2 Just基板上のエピタキシー技術
3.4 おわりに

4. SiCパワーMOSFETの開発
4.1 SiCパワーMOSFET製造のための要素プロセスの現状と課題
4.1.1 ソース/Pウエル形成用高温イオン注入/活性化アニール技術
4.1.2 SiCとソース/ドレイン電極間のオーミックコンタクト形成技術
4.1.3 MOS界面形成技術
4.1.4 ゲート酸化膜の長期信頼性
4.2 SiCパワーMOSFETの開発状況
4.3 SiCパワーMOSFETの応用

5. Super-SBD
5.1 超接合構造と浮遊接合構造
5.2 Super-SBDの基本構造
5.3 4H-SiC Super-SBDの設計技術
5.4 Super-SBDを実現するプロセス技術
5.5 4H-SiC Super-SBD試作結果

6. SiC-MOSFETの信頼性および動作時のノイズ低減
6.1 はじめに
6.2 なぜSiCが注目されているのか
6.3 SiC-MOSFETデバイスならびにモジュールの課題
6.4 まとめ

7. 高性能4H-SiC SBD、MOSFETの開発と高温動作SiC IPM
7.1 4H-SiC SBD
7.1.1 300A大面積4H-SiC SBD
7.2 SiC MOSFET
7.2.1 4H-SiC DMOSデバイスプロセス
7.2.2 4H-SiC DMOS電気的特性
7.2.3 ゲート酸化膜の信頼性 
7.3 4H-SiCトレンチMOSFET
7.3.1 4H-SiCトレンチMOSFETデバイスプロセス
7.3.2 ドレイン電流の面方位依存性 
7.3.3 4H-SiCトレンチMOSFET電気的特性
7.4 SiC IPM
7.4.1 高温動作SiC IPM
7.5 まとめ

8. SiC接合型/静電誘導型(SiC-JFET/SIT)トランジスタ
8.1 SiC-JFET/SITの開発経緯
8.2 SiC-JFET/SITの各種構造
8.3 SiC-JFET/SITの開発状況
8.3.1 表面ゲート型
8.3.2 リセスゲート型
8.3.3 埋込ゲート型
8.4 SiC-JFET/SITの負荷短絡耐量
8.5 SiC-JFET/SITのノーマリオフ化
8.6 今後の課題

第2章 GaN
1. GaN―可能性とその特徴―
1.1 はじめに
1.2 ワイドバンドギャップ半導体と性能指数
1.3 GaNの現状と課題
1.4 Si基板上へのGaN層ヘテロエピタキシャル成長
1.5 まとめ

2. 窒化物半導体の特性と評価
2.1 結晶構造
2.2 窒化物半導体の電気的性質
2.3 混晶
2.4 分極
2.5 ヘテロ構造と2次元電子ガス
2.6 耐圧

3. Si基板上AlGaN/GaNパワーデバイス
3.1 はじめに
3.2 低コストSi基板上AlGaN/GaNパワーデバイス
3.3 ノーマリオフ動作ホール注入型トランジスタ―Gate Injection Transistor―
3.4 まとめ

4. 超高耐圧AlGaN/GaNパワーデバイス
4.1 はじめに
4.2 超高耐圧化デバイス技術
4.3 超高耐圧AlGaN/GaNトランジスタの特性
4.4 まとめ

5. 薄層AlGaN構造を用いたGaNパワーデバイス
5.1 概要
5.2 はじめに
5.3 ノーマリオフFETの開発
5.3.1 GaN系ノーマリオフFETのこれまでの報告
5.3.2 ノーマリオフの閾値制御
5.3.3 薄層AlGaNを用いたFETの素子作製プロセス
5.3.4 素子評価結果
5.4 薄層AlGaN構造のFESBD(Field Effect Schottky Barrier Diode)への展開
5.4.1 FESBDの高耐圧低オン電圧化のメカニズム
5.4.2 素子の作製方法
5.4.3 FESBDの素子特性評価結果
5.5 今後の展望
5.6 おわりに

第3章 ダイヤモンド半導体
1. 材料
1.1 ダイヤモンドの分類
1.2 物性
1.2.1 基礎物性
1.2.2 デバイス関連物性
1.3 ウェハ
1.3.1 合成方法
1.3.2 ウェハ
1.4 コンタクト電極
1.4.1 オーミック電極
1.4.2 ショットキー電極
1.5 プロセス
1.5.1 ウェットプロセス
1.5.2 ドライプロセス
1.6 材料から見たデバイス指標

2. デバイス
2.1 はじめに―現状と課題―
2.2 ダイヤモンド・パワーダイオード
2.3 ダイヤモンド・ダイオードの高温動作
2.4 デルタドープ・ダイヤモンドFET
2.5 水素終端ダイヤモンドFET
2.5.1 水素終端ダイヤモンドFETの直流特性
2.5.2 水素終端ダイヤモンドFETの高周波小信号特性
2.5.3 水素終端ダイヤモンドFETの自然形成ゲート絶縁層
2.5.4 水素終端ダイヤモンドFETの高周波大信号特性
2.6 まとめ

第4章 応用編
1. 次世代モーダルシフト
1.1 自動車(HEV、EV)
1.1.1 磁石材料の進歩
1.1.2 磁石材料の問題点
1.1.3 ACサーボモータの利点
1.1.4 磁束弱め制御
1.1.5 IPM形ACサーボモータ
1.1.6 EV、HEV駆動時の問題点
1.1.7 HEVの駆動源の構成
1.2 鉄道
1.3 モーダルシフトの今後

2. 情報通信システム用電源
2.1 はじめに
2.2 情報通信システムにおける分散給電システム
2.3 スイッチング電源の高性能化技術
2.4 将来動向
このページのTOPへ