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半導体研究者の業績紹介サイト | 芝原　健太郎 (Kentaro Shibahara)site

半導体研究者 芝原健太郎の業績を紹介するメモリアルサイトです　(柴原健太郎ではなく芝原健太郎です）

1） 芝原健太郎は世界初の反転型SiC-MOSFETを動作実証しました.(1986年）

この研究成果は、IEEE Electron Device Letters に掲載されました.(1986年12月)DOI: 10.1109/EDL.1986.26522）

Si1基板上の3C-SiCを用いて 反転型SiC-MOSFET を作製し,動作実証しました. 今日のSiC2パワーデバイス（SiC基板）の先駆けです.　　SiC半導体研究業績紹介

■「松波弘之 京都大学名誉教授 (IEEEエジソン賞受賞) が語る芝原健太郎—世界初反転型SiC-MOSFETを実現—」　

松波弘之(京都大学名誉教授)は、芝原が単独で世界初のMOSFETを作製したと書いています

２） ステップ制御エピタキシー3を実現し、SiCパワーデバイス実用化を可能にしました

この研究成果で2005年SSDM Award4を受賞しました（“Step-Controlled VPE Growth of SiC Single Crystals at Low Temperatures”）　SiC半導体研究業績紹介

■寄稿「証言記録　ステップ制御エピタキシー —黒田尚孝氏と芝原健太郎による実現—」

京都大学の松波研究室で、黒田氏と芝原がステップ制御エピタキシーを実現したことが書かれています

１）についての図、資料、説明ーーーーーーー

　反転型SiC-MOSFET（MOS型電界効果トランジスタ）の断面模式図. Si(100)基板上に成長した3C-SiC(100)薄膜結晶を用いて作製した.〔ページ最初のカラー断面模式図の元となる図〕
反転型SiC-MOSFETのドレイン電流・電圧特性

芝原が作製・動作確認したこの反転型MOSFETは世界初のSiCデバイスで, 今日電気自動車などで実用化されているSiCパワーデバイスの先駆けです.

SiC半導体研究業績紹介

IEEE Electron Device Lett.掲載全面

このページ最上部Pickup1の反転型SiC-MOSFETは、このCVD装置を用いて、シリコン（Si）基板上にシリコンカーバイド（SiC）結晶薄膜を成長させて作成された. 反応管の中で、シラン（SiH4）とプロパン（C3H8)を反応させ、Si基板の上にSiC薄膜膜結晶を成長させる. ディボラン(B2H6)とフォスフィン（PH3)はドーピングガス. ガスによって不純物を添加し、電気的性質をコントロールする.
芝原が、CVD装置でSiC薄膜を成長させる方法を説明しています（「テクノピア新しい半導体材料」より一部抜粋※）

２）についての図、資料、説明ーーーーーーー

ステップ制御エピタキシーでは、SiC基板の上にSiC薄膜結晶を成長させた. この技術は今日のSiCパワーデバイス実用化を可能にした.　　反応管の中で、シラン（SiH4）とプロパン（C3H8)を反応させ、SiC基板の上にSiC薄膜結晶を成長させる.　ディボラン(B2H6)とフォスフィン（PH3)はドーピングガス
ステップ制御エピタキシーによって、SiC結晶成長層の表面が鏡面状になり、良質のMOSFETを安定作製できるようになった.（（上の(a) に対して下の(b) )　
6H-SiC基板上への薄膜結晶成長（Homoepitaxial growth of SiC Growth on 6H-SiC)

３）オフ角基板を用いることでAPD発生を抑制できることを見出しました

球面研磨を施したSi(100)基板上に3C-SiC薄膜結晶を成長させた試料の写真と図.

この球面基板上への成長の結果より、(100)基板を＜011＞方向に２度傾けた基板を使うことにより, APD(Anti-Phase-Domain）のない3C-SiC膜が得られるようになった.

この研究でオフ角基板の有用性が認識され、次のデバイス(反転型SiC-MOSFET)作製・動作実証などへつながった.　

SiC半導体研究業績紹介

〖上の説明：球面研磨基板上にSiC結晶を成長させたところ、結晶の軸の向きによって表面が荒れている部分と鏡面状の部分ができた. 結晶の軸の向きが(100)面で＜011＞方向に２度傾いているSi基板を用いるとその上に鏡面状のSiC薄膜結晶が成長するとわかった.　の意〗

  1. Si :シリコン ↩︎
  2. SiC（エスアイシー）：シリコンカーバイド。炭化ケイ素。SiC半導体は日経新聞などでは、炭化ケイ素半導体と表記されている ↩︎
  3. ステップ制御エピタキシー：高品質の（SiC）エピタキシャル薄膜結晶を成長させる方法 。ステップ制御エピタキシャル成長法 ↩︎
  4. SSDM Award : 国際学会SSDMで発表された過去（1969年の第1回から数年前まで）の論文の中から、年に1件だけ表彰されるたいへん栄誉な賞。SSDMは「International Conference on Solid State Devices and Materials」の略。 半導体や固体デバイス・材料分野における世界的権威のある国際学会 ↩︎

※「テクノピア新しい半導体材料」：1986年前後の時期に三田工業が製作していた動画シリーズ。三田工業は1998年に事実上倒産し、現在は京セラドキュメントソリューソンズとなっている。著作権は当時作製した三田工業に著作権があったが、京セラドキュメントソリューションズでは動画の存在も著作権所有も確認できないとのことであった。㈱京セラでも同様の状態であったため、京セラ広報部と相談の上、一部を掲載することとした。動画の後半は、京都工繊大学西野茂弘（元教授）が作製されています。

編集履歴2026.1.　動画２本掲載。1/18動画「基板への成長]更新（差し替え。1/20見出し作製、動画更新（差し替え）