別紙様式第２号横浜国立大学学位論文及び審査結果の要旨氏名中澤治雄学位の種類博士（工学）学位記番号工府博甲第409号学位授与年月日平成２６年３月２６日学位授与の根拠学位規則（昭和28年4月1日文部省令第9号）第４条第１項及び横浜国立大学学位規則第５条第１項学府・専攻名工学府機能発現工学専攻学位論文題目パワー半導体製造工程における高温熱処理とシリコン結晶欠陥の研究 (A study on high-temperature annealing and silicon crystal defects for power semiconductor manufacturing process) 論文審査委員主査横浜国立大学教授羽深等教授田中正俊教授荻野俊郎教授羽路伸夫教授高橋宏治論文及び審査結果の要旨パワーエレクトロニクス応用装置の小型化や高効率化に対応するために、本研究では、高耐圧（６００Ｖ，１２００Ｖ）のＲＢ－ＩＧＢＴ（Reverse-Blocking Insulated Gate Bipolar Transistor：逆阻止ＩＧＢＴ）を製作することを目的として、ウェハの縦方向に p 型分離層を形成するＲＢ－ＩＧＢＴの新たなプロセス方法と、p 型分離層を形成するために必要不可欠となる長時間熱処理により生じる析出物の発生機構を明らかにし、その解消方法を見出した。第１章では、パワー半導体デバイスの基本動作とアプリケーションを説明した。また、シリコン結晶の製造方法の概要を述べた。そして、本研究の目的と各章のつながりを明確にした。第２章では、新構造ＲＢ－ＩＧＢＴの新たな作製プロセスとそのデバイス特性、およびそれを適用したアドバンストＴタイプＮＰＣ（ AT-NPC ： Advanced T-type Neutral-Point-Clamped）モジュールについて述べた。新構造の１２００ＶＲＢ－ＩＧＢＴデバイスは、ウェハの縦方向に p＋分離層を形成するために、表面側からの高温長時間拡散とウェハ裏面側からのＶ溝形成を組合せた新しいハイブリッド型分離層形成プロセスを考案し、Ｖ溝側壁へのｐ層の活性化技術を確立することにより安定して製作できるようにした。１２００ＶＲＢ－ＩＧＢＴを組み込んだＡＴ－ＮＰＣモジュールを製作し、３レベル別紙様式第２号横浜国立大学インバータに適用した場合の発生損失は、従来の２レベルインバータよりも３１％、ＮＰＣインバータよりも１５％低減された。第３章では、ＲＢ－ＩＧＢＴの製作に必要とされる高温長時間熱処理技術に的を絞り、ＦＺ１ウェハ（ＣＺ法により育成された結晶インゴットを用いて生産されたＦＺウェハ）に窒素雰囲気で生じる結晶欠陥の発生機構を解析し、その解消方法も明らかにした。ＦＺ１ウェハを（Ｎ２（７０％）＋Ｏ２（３０％））で１３００℃１００ｈの熱処理をすることにより、３０％程度のウェハで２μｍ程の大きさの窒素析出物（α-Ｓｉ３Ｎ４結晶）が発生していることがわかった。また、上記の窒素雰囲気中での熱処理を行う前にアルゴン雰囲気（Ａｒ（７０％）＋Ｏ２（３０％））で１３００℃１ｈの熱処理を行うことにより窒素析出物の発生が解消されることを明らかにした。第４章では、第２章、第３章で得られた本研究の成果について統括した。以上の内容は博士（工学）論文として価値あるものであると判断した。