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WBG材料の評価とは？課題と対策・製品を解説
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評価・分析・検査におけるWBG材料の評価とは？
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当社では、半導体の光学的評価・電気特性評価やプローブテスト等の
『パワー半導体解析ソリューション』を提供しております。
PLスペクトルの各種測定条件依存性の解析、ホール効果測定やデバイスの
各種電気特性結果の解析など、幅広い解析に対応。
高精度な解析結果から次のアクションに結びつけ、開発コスト抑制に
貢献いたします。
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※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
パワー半導体解析ソリューション
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評価・分析・検査におけるWBG材料の評価
評価・分析・検査におけるWBG材料の評価とは？
パワーデバイス・モジュール業界におけるWBG（ワイドバンドギャップ）材料の評価・分析・検査は、次世代パワー半導体の性能、信頼性、安全性を確保するために不可欠なプロセスです。SiC（炭化ケイ素）やGaN（窒化ガリウム）などのWBG材料は、従来のシリコン材料と比較して、高耐圧、高周波、高温動作といった優れた特性を持ちますが、そのポテンシャルを最大限に引き出すためには、材料自体の特性評価、デバイス化プロセスにおける分析、そして最終製品としての検査が重要となります。これにより、より高効率で小型・軽量なパワーデバイスの開発・量産が可能になります。
課題
材料特性のばらつき管理
WBG材料は、結晶成長プロセスやドーピング濃度などにより、特性にばらつきが生じやすく、これがデバイス性能の安定性に影響を与えます。
微細欠陥の検出と評価
WBG材料の結晶欠陥や表面状態は、デバイスの信頼性低下や早期故障の原因となるため、高精度な検出と評価が求められます。
デバイス化プロセスにおける影響評価
エッチング、成膜、電極形成などのデバイス化プロセスがWBG材料の特性に与える影響を正確に把握し、最適化する必要があります。
長期信頼性予測の難しさ
WBG材料を用いたデバイスは、高温・高電圧下での使用が想定されるため、短期間の評価で長期的な信頼性を正確に予測することが困難です。
対策
高精度材料分析技術の導入
原子レベルでの組成分析や結晶構造解析が可能な分析装置を導入し、材料の均一性と品質を徹底的に管理します。
非破壊検査手法の活用
X線回折や電子線後方散乱回折などの非破壊検査技術を用いて、材料内部の欠陥や構造をダメージなく評価します。
プロセスシミュレーションと実測の連携
プロセスシミュレーションにより影響を予測し、実測データと照合することで、最適なプロセス条件を効率的に探索します。
加速信頼性試験の高度化
高温・高電圧・高湿度などの過酷な条件下での加速信頼性試験を設計・実施し、実使用環境下での長期信頼性を予測します。
対策に役立つ製品例
高分解能表面分析装置
材料表面の組成や構造をナノメートルオーダーで分析し、微細な欠陥や不純物の検出を可能にします。
インライン欠陥検査システム
製造ライン上でリアルタイムに材料やウェハの欠陥を検出し、不良品の流出を防ぎます。
プロセス最適化支援ソフトウェア
過去の実験データやシミュレーション結果に基づき、最適なプロセス条件を提案し、開発期間の短縮に貢献します。
高加速寿命試験装置
短時間でデバイスの劣化挙動を再現し、長期信頼性を効率的に評価するための試験環境を提供します。
