九州大学-研究者情報 [西澤伸一 (教授) 応用力学研究所新エネルギー力学部門]

・次世代パワーデバイスとその材料研究
・次世代パワーエレクトロニクスシステム用受動部品の研究
・パワーエレクトロニクスシステム集積化技術の研究
・次世代パワーエレクトロニクス信頼性・設計技術の研究
・次世代エネルギーグリッドを支える電力変換システム技術の研究
キーワード：パワーエレクトロニクス、集積化、半導体
2017.02～2027.03.

従事しているプロジェクト研究

大口径インテリジェント・シリコンパワー半導体の開発
2021.06～2026.02, 代表者：西澤伸一, 九州大学, 経済産業省／NEDO
高品質量産型300mm新型シリコンウェハと、それをベースにしたパワーデバイスと、AI制御によるCMOS融合パワーモジュールを実証、実現するための取り組みとして以下を実施する。
産学連携・一括共同研究型プロジェクトで、5年間、総額約25億円。.

New SiC bulk growth reactor design
2020.04～2023.02, 代表者：西澤伸一, 九州大学, 九州大学（日本）
SiC単結晶の新しい製造炉に関する研究開発.

速度論的表面エネルギーを考慮したSiC多形制御結晶成長プロセス
2018.04～2021.03, 代表者：西澤伸一, 九州大学.

低ネガワットコストウェハの研究
2017.12～2019.03, 代表者：西澤伸一, 九州大学, 一般社団法人NPERC-J
CZ法によるシリコン単結晶成長において、比抵抗を成長初期から成長終了までデバイス要求仕様範囲に収めることを目標に、ドーピング技術、結晶成長炉全体の最適化、プロセスモニタリング技術などを、結晶成長炉総合解析を用いて検討し、実プロセス装置への提案を行う。.

SiC半導体の遮断器応用技術に関する研究
2017.12～2019.03, 代表者：西澤伸一, 九州大学, 一般社団法人NPERC-J
SiCパワー半導体の動作特性、および破壊物理を明確にすることで、Siパワーデバイスに対するSiCの優位性を定量的に明確にする。特にSiCの低オン抵抗・大破壊耐量に着目し、SiCリードアプリケーションとしてDCブレーカーを取り上げ、その実証を行う。.

チョクラルスキー法を用いた高品質・大口径Si-IGBT用ウェハ技術の開発
2017.02～2018.02, 代表者：西澤伸一, 九州大学, NEDO
n-層ライフタイムがIGBTエネルギー損失に与える影響の研究。.

新世代Si-IGBT と応用基本技術の研究開発
2017.02～2020.02, 代表者：平本俊郎, 東京大学生産技術研究所, NEDO
従来技術の延長線上にない我が国独自の「IGBT のスケーリング則」に基づいた「新世代 Si-IGBT と応用基本技術」を産学官が一体となり実用化を念頭に開発・実証し、民間企業が早期に実用化できる環境を作ることを目的とする。.

研究業績

主要著書

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主要原著論文

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Shinichi Nishizawa, Wafer requirement for future power devices, 35th IEEE Region 10 Conference, TENCON 2015 TENCON 2015 - 2015 IEEE Region 10 Conference, 10.1109/TENCON.2015.7372890, 2016-January, 2016.01, [URL], For the future power electronics system, one of the key issues is to achieve more high power densities. At the moment, several types of silicon devices are widely used from the low voltage to high voltage ranges. To achieve more high power densities by size reduction and more high operating temperature, not only the device but also wafer material should be improved. The current status and future prospect of PE system with silicon technology will be discussed. Then, the role of compound semiconductor and its devices will be also discussed by comparison with silicon PE system..

主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等

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主要学会発表等

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1.	Shin-ichi NISHIZAWA, Recent Progress of scaled Si-IGBT and related technologies, 6th edition of IEEE International Conference on Emerging Electronics, 2022.12.
2.	Shin-ichi Nishizawa, Recent Silicon wafer R&D trend as future PE key technology, The 2nd International Workshop on New Generation Power Electronics and Systems, 2020.01.
3.	西澤伸一, 原田博文, 宮村佳児, シリコン結晶成長における温度勾配と成長速度の関係, 第48回結晶成長国内会議（JCCG-48）, 2019.11.
4.	西澤伸一, 原田博文, 宮村佳児, 結晶成長速度が固液界面形状および結晶内温度分布に及ぼす影響, 第80回応用物理学会秋季学術講演会, 2019.09.
5.	Shin-ichi Nishizawa, EFFECTS OF GROWTH RATE ON MELT/CRYSTAL INTERFACE SHAPE AND TEMPERATURE DISTRIBUTION IN GROWING CRYSTAL, ICCGE19, 2019.07.
6.	Shin-ichi Nishizawa, WBG road map activies in NPERC-J, WBG Roadmap Workshop, 2019.03.
7.	Shin-ichi Nishizawa, Future Power Devices and Semiconductor Wafer Materials, The Forum on the Science and Technology of Silicon Materials 2018, 2018.11.
8.	Shin-ichi Nishizawa, Frederic Mercier, Effect of Nitrogen / Aluminum on Silicon Carbide Poly-type Stability, International Workshop on Modeling in Crystal Growth9 (IWMCG9), 2018.10.
9.	筒井一生, 角嶋邦之, 星井拓也, 中島昭, 西澤伸一, 若井整, 宗田伊理也, 佐藤克己, 末代知子, 齋藤渉, 更屋拓哉, 伊藤一夫, 福井宗利, 鈴木慎一, 小林正治, 高倉俊彦, 平本俊郎, 小椋厚志, 沼沢陽一郎, 大村一郎, 大橋弘通, 岩井洋, 三次元スケーリングによるIGBTのV_CEsat低減の実験的検証, 電気学会電子デバイス・半導体電力変換合同研究会, 2017.11, Three dimensionally scaled IGBTs that have a scaling factor of 3 (k=3) with respect to current commercial products (k=1) were fabricated for the first time. The scaling was applied to the lateral and vertical dimensions as well as the gate voltage. A significant decrease in ON resistance, -- V_CEsat reduction from 1.70 to 1.26 V -- was experimentally confirmed for the 3D scaled IGBTs..
10.	Shin-ichi Nishizawa, Silicon Carbide Single Crystal Growth by Sublimation and its Poly-type Control, The 7^th Asian Conference On Crystal Growth and Crystal Technology, 2017.10.
11.	Shin-ichi Nishizawa, WBG Roadmap-Lead Application, The 5^th NPERC-J Workshop "Wide bandgap devices and lead applications", 2017.09.
12.	Shin-ichi Nishizawa, Power Electronics Application of Widebadngap Semiconductor with its superior properties, German-Japanese Symposium "Regional Innovation and Cluster Collaborations", 2017.09.
13.	Shin-ichi Nishizawa, Improvement of Si Materials and Processes for Si power devices, 7^th International Workshop on Crystal Growth Technology, 2017.07.
14.	Shin-ichi Nishizawa, Traning and educating crystal growth technology, 7^th International Workshop on Crystal Growth Technology, 2017.07.
15.	Kazunori Hasegawa, Ichiro Omura, Shin-ichi Nishizawa, An Evaluation Circuit for DC-Link Capacitors Used in a Single-Phase PWM Inverter, PCIM Europe, 2017.05.
16.	Shin-ichi Nishizawa, WBG Roadmap-Lead Applications, CLINT-WPE Workshop:Cooperation with Japan Wide Bandgap Lead Applications & Advanced Requirements, 2017.03.

学会活動

所属学会名

IEEE(PELS)

IEEE（ED）

日本結晶成長学会

化学工学会

応用物理学会

学協会役員等への就任

2019.04～2023.03, 応用物理学会先進パワーデバイス分科会, 幹事.

2009.04～2022.03, 日本学術振興会第145委員会, 幹事.

2019.06～2024.05, 一般社団法人NPERC-J, 理事.

2016.04～2023.10, 日本結晶成長学会, 評議員.

学会大会・会議・シンポジウム等における役割

2009.04, 学術振興会第145委員会幹事, その他.

2022.11.07～2022.11.09, The 8th International Symposium on Advanced Science and Technology of Silicon Materials , Program Chair.

2021.02.27～2021.06.15, 日本学術振興会第145委員会第171回研究会, 幹事.

2020.01.29～2020.01.29, NPERC-J Workshop "The 2nd International Workshop on New Generation Power Electronics and Systems", その他.

2019.11.13～2019.11.13, 日本学術振興会「結晶加工と評価技術」第145委員会第165回研究会, その他.

2018.10.21～2018.10.24, International Workshop on Modeling in Crystal Growth9 (IWMCG9), その他.

2018.11.18～2018.11.21, The Forum on the Science and Technology of Silicon Materials 2018, その他.

2018.10.16～2018.10.16, NPERC-J Workshop "Wide bandgap devices and lead applications", その他.

2017.09.19～2017.09.19, The 5^th NPERC-J Workshop "Wide bandgap devices and lead applications", その他.

2017.02.22～2017.02.23, 第5回パワーデバイス用シリコンおよび関連半導体材料に関する研究会, その他.

学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況

2020.04～2021.06, Electronics Letters, 国際, 査読委員.

2020.04～2021.06, Superlattices and Microstructures, 国際, 査読委員.

2020.04～2021.06, Microelectronics Journal, 国際, 査読委員.

2020.04～2021.06, Materials Science in Semiconductor Processing, 国際, 査読委員.

2017.02～2022.06, ECCE Asia, 国際, 査読委員.

2017.02～2020.06, IEEE, 国際, 査読委員.

2017.02～2020.06, IET Power Electronics, 国際, 査読委員.

2017.02～2020.06, Microelectronics Reliability, 国際, 査読委員.

2017.02～2020.06, Japanese Journal of Applied Physics, 国内, 査読委員.

2017.02～2020.06, Journal of Crystal Growth, 国際, 査読委員.

2018.10～2020.05, Journal of Crystal Growth, 国際, 編集委員長.

学術論文等の審査

年度	外国語雑誌査読論文数	国際会議録査読論文数	合計
2021年度	10	6	16
2020年度	6	5	11
2019年度	7	10	17
2018年度	5	10	15
2017年度	4	20	24

その他の研究活動

外国人研究者等の受入れ状況

2019.03～2019.03, 2週間未満, SIMaP, CNRS – Grenoble University, France, 学内資金.

2019.03～2019.03, 2週間未満, University of Sheffield, India, 学内資金.

2019.06～2019.07, 1ヶ月以上, University of Sheffield, India, 日本学術振興会.

受賞

講演奨励賞, 電子情報通信学会九州支部学生講演会, 2021.01.

電気学会優秀論文発表賞（電気学会産業応用部門）, 電気学会, 2021.02.

電気学会優秀論文発表賞（電気学会産業応用部門）, 電気学会, 2019.11.

第66回応用物理学会春季学術講演会講演奨励賞, 応用物理学会, 2019.03.

研究資金

科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)

2021年度～2023年度, 基盤研究(C), 代表, 新世代パワー半導体の開発/大口径インテリジェント・シリコンパワー半導体の開発.

2018年度～2020年度, 基盤研究(B), 代表, 速度論的表面エネルギーを考慮したSiC多形制御結晶成長プロセス.

日本学術振興会への採択状況(科学研究費補助金以外)

2019年度～2019年度, 外国人研究者招へい事業（外国人招へい研究者（短期））, 代表, 電力エネルギー有効利用のための新世代パワーデバイスの提案（英国・シェフィールド大学 EKKANATH MADATHIL Sankara Narayanan教授）.

競争的資金(受託研究を含む)の採択状況

2021年度～2025年度, 省エネエレクトロニクスの製造基盤強化に向けた技術開発事業, 代表, 大口径インテリジェント・シリコンパワー半導体の開発.

2017年度～2019年度, NEDO（低炭素社会を実現する次世代パワーエレクトロニクスプロジェクト）, 分担, 低炭素社会を実現する次世代パワーエレクトロニクスプロジェクト／研究開発項目①(10) 新世代Ｓｉパワーデバイス技術開発／新世代Si-IGBTと応用基本技術の研究開発.

2017年度～2017年度, NEDO, 分担, チョクラルスキー法を用いた高品質・大口径Si-IGBT用ウェハ技術の開発.

共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況

2020.04～2023.02, 代表, New SiC bulk growth reactor design.

2017.12～2019.03, 代表, SiC半導体の遮断器応用技術に関する研究.

2017.12～2019.03, 代表, 低ネガワットコストウェハの研究.

寄附金の受入状況

2020年度, 柿本浩一, 応用力学研究所研究資金.

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