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■論文No. 1420
■ページ数 67ページ
■発行日
2018/04/25
■タイトル シリコンパワーデバイス・パワーICの更なる進化および新材料パワーデバイスの進展
■タイトル(英語) Recent Progress of Si and WBG power semiconductor devices and Ics
■著者名 シリコンならびに新材料パワーデバイス・パワーIC技術調査専門委員会
■著者名(英語) Investigating R&D Committee on Si- and WBG-power semiconductor devices and Ics
■価格 会員 ¥2,494 一般 ¥3,564
■書籍種類 技術報告
■グループ名 【C】電子・情報・システム部門
■本誌掲載ページ ページ
■キーワード シリコンパワーデバイス,新材料パワーデバイス,パワーIC,MOSFET,IGBT/Si Power Device, WBG Power Device, Power IC, MOSFET, IGBT
■要約(日本語) 一層の省エネルギーを達成すべき電力変換装置において、その主要部品であるパワー半導体の技術動向を探り、今後の取り組むべき課題をまとめた。シリコンデバイスは,まずIGBT はオン電圧とスイッチング損失のトレードオフ改善が自己発熱限界に差しかかり、発振抑制、電気抵抗と熱抵抗に関連した接合技術及びパッケージ技術などを含めたトータル技術としての改善に重点が移行している。またコスト低減を目的とし、IGBTとFWDを一素子に集積したRC-IGBTの開発が盛んになってきた。パワーMOSFETは、微細SJ技術の進歩よる低オン抵抗化,低コスト化が600V耐圧クラスを中心に進展している。今後は数10Vから1200Vクラスまで適用範囲が広がっていくと予想される。パワーICでは内蔵される横型MOSFET、IGBTにおいて、RESURF技術やSOI基板による素子分離技術の高精度化により、低損失化や高耐圧化が継続して進展した。応用分野としては、ゲート駆動用ICの報告が活発で、その高信頼化・大容量化に加え、SiCやGaNなどの新材料デバイスを駆動するICの報告も増えている。新材料デバイスでは、SiCはパワーMOSFETの市場投入が進み,その高性能が実製品に反映し始めている。具体的にはトレンチMOSFETによる低オン抵抗化への進展である。今後はこの性能を活かしきる回路技術,実装技術が発展するであろう。GaNにおいてもHEMTの量産化が始まったが、ノーマリ−オフ化ならびに信頼性確保等これから改善すべき技術課題を多く残しており,今後の技術進歩が強く期待されている。
■要約(英語) In order to achieve further energy saving, the committee explored the technical trend of the power semiconductor devices and summarized the issues to be addressed in the future. IGBT development is now been shifted to a comprehensive technological improvement of its assembling technology as well as its loss reduction one. Also, the development of RC-IGBT which integrates IGBT and FWD into one element has become popular. In power MOSFETs, superior low on resistance SJ- MOSFETs are progressing on the 600 V class with the development of fine SJ technology. In power IC technologies, low loss and high breakdown characteristics have been continuously developed in lateral MOSFETs and IGBTs by the improvement of RESURF and high-precision isolation technologies in SOI substrate. Also, progresses of gate driving ICs are now actively reported about the driving technologies for SiC and GaN power devices. In the WBG power device field, the SiC MOSFETs have started to be in the market and their high performances are beginning to be reflected in actual products. Furthermore, SiC trench MOSFETs are now being paid attention. From now on, it is strongly required to develop the power circuit and packaging technologies that can make use of the device performances. Although mass production of GaN HEMTs began, there are still many technical problems to be improved such as normally-off characteristic, future technological progress is strongly expected.
■版 型 A4

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