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  • 2016年7月7日

    世界初、大電流動作可能な高耐圧GaNパワー半導体を開発

    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の主要材料であり、高い電圧にも耐えられる等の優れた物理特性を有する窒化ガリウム(GaN)を用いて、20Aを超える大電流動作が可能な1.2kV級パワー半導体デバイス※1チップを世界で初めて開発しました。

    ※1:電力用の整流ダイオード、スイッチング用トランジスタなどの総称

    当社は、1986年から行っている青色LEDの開発・生産で培った結晶成長技術を活用して、2010年からGaNを用いたパワー半導体向けデバイス技術の研究開発に着手。これまでにGaN基板上に耐圧1.2kV級の低損失MOSFET※2を作製し動作実証を行ってきましたが、このたび、素子を並列動作させる配線技術を確立し、1.5mm角のチップサイズで縦型GaNトランジスタとして世界で初めて20Aを超える電流を流すことに成功しました※3

    ※2:パワーデバイスなどに用いられるトランジスタの一種。
    当社では電流を流す方向が基板に対して垂直となる縦型構造やゲートトレンチ構造の採用により、
    電流を流した場合の抵抗が1.8mΩcm2となる世界最高水準の低損失特性を実現している。

    ※3:当社調べによる

    開発した技術は、大電力を扱うハイブリッド車などの電力制御装置や太陽光発電などの電力変換装置の回路に適用されることによって、機器の小型化・高効率化に大きく貢献することが期待できます。

    今後は電流容量のさらなる増大、信頼性の評価などに取り組み、半導体や電機メーカーなどと協業し2018~20年頃の実用化を目指し、開発を進める予定です。

    なお本技術は今年6月に開催されたパワー半導体に関する世界最大の国際会議であるThe 28th IEEE International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs (ISPSD)のレートニュース※4にて採択・発表されました。

    ※4:研究者が最新のニュースとして学会に投稿し、会議での発表が認められた論文のこと。

    豊田合成は、今後も時代を先取りした研究開発に積極的に取り組むことで、世界のお客様にうれしさをお届けするグローバルサプライヤーを目指していきます。

     

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    開発したMOSFETチップ(顕微鏡写真)   順方向電流-電圧特性

    以上

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