愛知県清須市--(BUSINESS WIRE)--(ビジネスワイヤ) --
豊田合成株式会社(本社:愛知県清須市、社長:宮﨑直樹)は、青色LEDの材料である「窒化ガリウム」(GaN)の結晶化技術を用いて開発中の「縦型GaNパワー半導体」において、世界最高水準となる1チップで100アンペアの大電流動作を実現しました。






パワー半導体は電力を変換する電子部品※1で、車や家電、産業機器などで幅広く使われています。現在、電動車の普及や再生可能エネルギーの利用拡大に伴って高性能化が求められていますが、従来の材料であるシリコン(Si)では大電力の効率的な変換※2が限界に近づいていることが課題※3でした。そこで当社は材料として耐圧性に優れる「GaN」を使用することに加え、電気を基板に対して垂直に流す「縦型構造」を採用し、薄型・小型化などを図ることで性能を高めて※4きました。





今回、新たにGaN結晶内に「電流分散層」を導入することで、電流を耐圧維持層に広げて抵抗値を下げ、電流容量を従来の50アンペアから100アンペアに高めることに成功しました。なお、本技術については、2019年5月に上海で開かれたパワー半導体の世界最大の国際会議(ISPSD※5)で発表しました。



今後も当社は高性能なパワー半導体の早期実用化を目指して、半導体・電機メーカーなどとも協業し、性能や信頼性の向上などを進めていきます。





















































 

 

※1

 

電気のオン/オフの切り替え(スイッチング)などにより、電圧や電流、周波数などを変換する。



※2


導通時やスイッチング時の電力損失(熱に変わる)が少ないこと。



※3


Siは半世紀以上に渡る改良を経て、「高耐圧」(高電圧で壊れない)と「低抵抗」(電気抵抗が低い)の両立が物性上の極限に近づいているため、大電力動作時の「導通損失」や高周波動作時の「スイッチング損失」の大幅な低減が難しい。



※4


「GaN」はSiの10倍以上の耐圧性を持つため、薄型化・低抵抗化による導通損失の低減が可能。





また「縦型」はチップ全体を使って電気を流せるため、小型化・高周波動作化によるスイッチング損失の低減が可能。





これらにより当社は、高耐圧(1.2kV級)で低抵抗(1.8mΩcm2)、高周波動作(10MHz以上)などの性能を実現している。



※5


The 31st IEEE International Symposium on Power Semiconductor Devices
and ICs




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豊田合成(株) 広報室
浅倉正二郎、阿部貴知
Tel. 052-400-1452

情報提供元: ビジネスワイヤ
記事名:「 豊田合成、「縦型GaNパワー半導体」で世界トップクラスの大電流化を実現