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ＭＯＳＦＥＴ .gif)
ロームはシリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板を用いて耐圧１０００Ｖで世界最小のオン抵抗７．１５ミリΩ平方センチメートルを実現した高耐圧パワーＭＯＳＦＥＴの開発に成功した。米国クリー社や日欧の良質のＳｉＣ基板を採用。京都大学工学研究科の木本恒暢助教授と共同開発したＭＯＳゲートの酸化絶縁膜（ＳｉＯ）形成法を用い、反転型チャネル構造のＳｉＣパワーＭＯＳＦＥＴの実用化にメドをつけた。民生機器電源に用いることで電子機器の小型、高効率化が図れる。電気自動車に応用すれば走行距離を大幅に延ばせる。今春エンジニアリングサンプルの出荷を開始し、業界トップを切って〇六年度上期に商品化することを目指している。シリコンに比べバンドギャップ三倍、絶縁破壊電界十倍の優れた物性を持ちながらチャネル抵抗が高いためにＳｉＣとＳｉＯの界面のチャネル移動度が低く、高効率なパワートランジスター特性が得られず実用化できていなかったＳｉＣの課題を、低濃度の厚さ７μメートルのＳｉＣ膜をエピ成長させた結晶性に優れたＳｉＣウエハー上に木本助教授と共同開発した高温で酸化させるゲート熱酸化技術でＳｉＯ膜を形成することにより解決。耐圧１０００Ｖ、オン抵抗７．１５ミリΩ平方センチメートルの反転型チャネル構造のＳｉＣ―ＤＭＯＳ ＦＥＴを開発した。 .gif) ４００―１２００Ｖクラスの高耐圧パワーＭＯＳＦＥＴでは世界最小のオン抵抗を実現。セルピッチ一六μメートル、ゲートチャネル長一μメートル程度。電極には数種類の金属を採用。１０００Ｖまでリーク電流を一μＡ以下に抑え、オン抵抗はＳｉ―ＤＭＯＳの四十分の一、Ｓｉ―ｃｏｏｌＭＯＳの五分の一にした。 従来のＳｉ―ＩＧＢＴと比べ電力損失７０％以上低減、Ｓｉ―ＤＭＯＳと比べると同九七％以上低減できる。チップ周辺温度を２５０℃に上げてもオン・オフのスイッチ動作することも確認できている。 ＳｉＣウエハー上にｎ型蓄積層を設け、その上にＳｉＯ膜を形成する蓄積型チャネル構造のＳｉＣパワーＭＯＳＦＥＴがチャネル抵抗は小さいもののリークが多く、ｎ型蓄積層の厚さや濃度制御が難しいため作製が困難で量産性が課題となっている中で、リークが少なく、シンプル構造のため信頼性が高く、量産性にも優れる反転型チャネルのＳｉＣパワーＭＯＳＦＥＴの実用化にメドをつけた。 試作した一ミリ角のＳｉＣパワーＭＯＳＦＥＴで耐圧一〇〇〇Ｖ、ドレイン電流１Ａ、オン抵抗７．１５ミリΩ平方センチメートル。 高速ＳＷ可能 電力損失の大幅な低減やチップサイズの小型化が図れるほか、高速スイッチングが可能なため、Ｓｉ―ＩＧＢＴなどで課題となっているスイッチング損失も抑えることができる。Ｓｉのパワーデバイスからの置き換えも可能。 |
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