本セッションではTCAD Sentaurusの最新リリース、H-2013.03をご紹介します。10nm FinFET、3Dメモリ、シリコン/ワイドバンドギャップ・パワー半導体、および受光デバイス向けの新機能や機能拡張についてご説明します。Sentaurus Processは、3次元酸化計算における安定性と計算速度の大幅な向上に加え、溶融レーザー・アニーリングに対応した新しいモデルや、転位エンジニアリング、極微細デバイスのチャネル材料として注目されるIII-V族半導体における不純物拡散を取り扱う枠組みを実装しました。Sentaurus Deviceは、GeやSiGe向けのバンド構造モデルや移動度モデルを刷新し、また、GaN/SiCパワー半導体向けの機能を拡張しました。Sentaurus Interconnectには、クリープ、スウェリングおよび破壊力学向けの新しいモデルを追加し、信頼性解析のための機能拡張を施しました。これらのほか、Sentaurus Topography、Sentaurus Workbench、Sentaurus Visualの最新情報もご紹介します。また、ばらつき解析機能を適用したFinFETの解析事例、3D-NANDメモリーの書き込み/消去/信頼性の解析事例、および裏面照射型CMOSイメージセンサの解析事例をご紹介しながら、TCAD Sentaurusの最新機能をご説明します。最後に、プロセス・エミュレーションや新規メモリー構造の解析に向けた新製品の構想も含めTCADロードマップをご紹介します。さらに、半導体産業の急速な変化がTCADロードマップにどのような影響を及ぼすのかについてもご説明します。

日本の半導体DRAM/SoCビジネスの栄枯盛衰の決め手となったこれまでのパラダイム・シフトを振り返り、省エネの鍵を握るパワー半導体ビジネスで今後起り得るパラダイム・シフトに対応するためのアクション・アイテムと、アクションの有効性確保にTCADの活用がいかに不可欠であるかご説明します。

現在主流となっている薄いウェハを用いたFS-IGBTの優れた特性と、それを実現する絶妙な素子設計の理論の概要をご説明します。また、IGBTの動作電流密度の増大のトレンドとIGBTの実効オン抵抗の理論限界を踏まえて、今後のIGBTの未来を展望します。

厚いGaN層を用いエピ/サファイア界面を遠ざけることで、AlGaN/GaN HFETでもGaAs系FETと同様のサイドゲート効果が観測されています。サイドゲート効果はホールトラップ型の半絶縁性基板で発生しますが、その発生機構をトラップのSRHモデルでご説明します。またシミュレーションから回復過程において、ホールの再配置による負帯電領域の移動が予測されましたが、それによる"半回復"現象や正バイアスでのサイドゲート効果などの最新の実験結果についてもご紹介します。

16:05～16:25　Coffee Break -コーヒーブレイク

SiCパワーデバイスは、高耐圧、低損失、高速動作の特長を有しており、特に耐圧600V以上の応用で有望な素子です。近年、SiCの結晶成長、欠陥制御、デバイス技術の進展により、SiCパワーデバイスの高性能化と高信頼化が進み、ショットキー・ダイオードやパワーMOSFETの本格的な実用化が始まりつつあります。本セッションでは、SiCパワーデバイスの研究開発状況の概要をご説明します。

弊社では、トレンチフィル方式の製法を採用した600Vクラスのスーパー・ジャンクションMOSFETの開発を行っています。本発表ではコラム濃度、エピ結晶などの最適化検討を目的に、2次元シミュレーション、並びに3次元シミュレーションを活用した結果をご報告します。また、シミュレーション結果と実試作結果について比較検討した内容についてもご説明します。さらに、周辺構造も含めた大規模3次元構造(300μm×300μm×70μm程度)に対する3次元シミュレーションもトライしており、それらのアプローチ方法、並びに計算結果に関しても合わせてご紹介する予定です。

注入効率を極限まで高め、オン電圧を大幅に低減可能なPNM-IGBTのTCAD設計について昨年ご報告しました。今回、そのPNM-IGBTを高速スイッチングさせるための新しい制御方法についてTCADを用いて検証しました。デバイスシミュレーションと回路シミュレーションを統合できるmix-modeならではの特長を生かし、内部のキャリア分布の時系列変化を明らかにできました。PNM-IGBTに最適かつ全く新しいIGBT制御方法についてご説明します。

次世代パワーデバイスとして注目されているSiCにおける固有の課題(酸化膜/SiC界面特性、結晶欠陥等)がデバイス特性へ与える影響について、TCADでモデリングを行い解析しました。これら課題の回避・解決手法をTCADで検討した結果をご紹介します。またSiCの特長を生かしきる低損失・高速動作が可能なJFETの設計へTCADを適用した実例についてもご紹介します。