大電流容量が求められるハイブリッド自動車や産業用モーター向け世界初のトレンチ型シリコンカーバイド(SiC)MOSFETと1センチ角の大面積チップで300Aの大電流容量を実現したSiCショットキーバリアダイオード

　ロームは、世界初のトレンチ型シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ＭＯＳＦＥＴと１センチメートル角の大面積チップで３００Ａの大電流容量を実現したＳｉＣショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の開発に成功した。

　 数百ＡクラスのフルＳｉＣモジュールの開発が可能となり、大電流容量が求められるハイブリッド自動車や産業用モーターへの適用が期待できる。ともに０８年後半に評価サンプルを出し、０９年の商品化を目指す。

　 京都大学木本研究室、東京エレクトロンと共同開発したＳｉＣエピ製膜装置を使った。

　 トレンチ型ＳｉＣＭＯＳＦＥＴは、新しいドライエッチング法でトレンチ側面の加工ダメージやデポの除去技術を確立した。

　 特殊なイオン注入技術で不純物層を高度に制御し、界面順位が１０の１１乗以下とＳｉレベルのトレンチ型ＳｉＣＭＯＳＦＥＴを作製できた。９００Ｖ耐圧でオン抵抗２ｍΩ平方センチメートル台の性能を確保。試作した３ミリメートル角チップで１００Ａを超える大電流を流せることを確認した。

　 このクラスで世界最小の同社開発プレーナ型ＳｉＣＭＯＳＦＥＴのオン抵抗は３.１ｍΩ平方センチメートルで、１００Ａの電流を流すには５−７ミリメートル角のチップ面積が必要だった。プレーナ型で存在していたＪＦＥＴ抵抗を周囲長が長くとれるトレンチ型にすることでなくした。

　 ＪＦＥＴ抵抗が存在しないため、セルの集積度をプレーナ型に比べ６倍に上げられ、低減がむずかしかったチャンネル抵抗を大幅に下げることができた。

　 ２ｍΩ平方センチメートルのオン抵抗は現在主流のＳｉ−ＤＭＯＳの約８５分の１、Ｓｉ−ＩＧＢＴの約５分の１。ＳｉＣ材料本来の性能に近い１ｍΩ平方センチメートル台のオン抵抗が期待できる。

　 一方のＳｉＣＳＢＤは、新開発のＳｉＣ結晶欠陥場所を特定する技術と不活性化する技術を採用。現行の昇華法によるＳｉＣの結晶化で生じるウエハー中のＳｉＣの結晶欠陥の影響を排除し、ウエハー品質に左右されないデバイス作製を可能にした。

　 これらによって従来５ミリメートル角チップで７５Ａぐらいの電流を流すのがやっとだったＳｉＣＳＢＤで、１０ミリメートル角の世界最大クラスの大面積ＳｉＣＳＢＤチップを作製できた。

　 ワンチップで電流容量３００Ａ（順方向電圧１.５Ｖ）、逆方向耐圧６６０Ｖという大電流化と高耐圧化を実現した。

◎独立行政法人　科学技術振興機構（ＪＳＴ）イノベーションプラザ京都館長の松波弘之京都大学名誉教授の話
　 ユニークな発想に基づいて、小面積のＳｉＣＭＯＳ反転型ＦＥＴで１００Ａの電流を扱えるレベルに到達でき、性能面でも従来の報告に比べて優れているなど、画期的な成果だ。耐圧と信頼性向上が進めば、数十ｋＷ級のオールＳｉＣインバータが実現でき、電気エネルギー有効利用に大きく寄与すると期待できる。