耐圧600Vで連続安定動作可能なGaNパワートランジスタを開発

PR TIMES / 2013年3月19日 14時34分



パナソニック株式会社 デバイス社は、窒化ガリウム(GaN)[1]パワートランジスタの量産化に向けて必要不可欠となる連続安定動作を実現しました。本開発のGaNパワートランジスタにより、産業用あるいは民生用の各種電力機器における省エネルギー化が可能となります。2013年3月より耐圧[2]600V品のサンプル出荷を開始致します。

【効果】
本開発により、耐圧600Vを有するGaNパワートランジスタとしては業界で初めて(※1)、安定な連続動作を確認できました。これにより、各種電源等の機器へのGaNパワートランジスタ適用が進み、機器の省エネルギー化・小型化が実現できます。

<商品情報>
http://www.semicon.panasonic.co.jp/jp/products/powerics/ganpower/

【特長】
本開発のGaNパワートランジスタは、以下の特長を有しています。
1) 6インチSi基板上に形成した当社独自のGIT(Gate Injection Transistor)[3]によりノーマリオフ動作[4]を実現
2) 耐圧600V品においてスイッチング動作時のオン抵抗[5]上昇を抑制することで連続安定動作を実現
3) 横型トランジスタ構造を採用、従来の縦型Siパワーデバイスと比較し高速かつ高効率なスイッチング動作が可能

【内容】
本開発は、以下の新規技術開発により実現しました。
1) 大面積Si上へのGaN結晶成長を可能とする有機金属気相成長(MOCVD)[6]技術、およびp型ゲート構造を有するGaNパワートランジスタ技術
2) 高電圧印加後にオン抵抗が増大するという電流コラプスと呼ばれる現象を抑制するデバイス構造、およびこれを可能とするための量産化プロセス技術
3) 低オン抵抗かつ低容量であるGaNパワートランジスタを1MHz超の高周波動作に適用するための回路設計・評価技術

【従来例】
従来のGaNパワートランジスタでは、機器の安全性を確保するために必要なノーマリオフ動作の実現に加え、高電圧での電流コラプスが大きな課題でした。このため耐圧600V品において実用化レベルの高速・高効率動作が確認できていませんでした。

【特許】
国内 130件、外国 112件 (出願中含む)

※1 耐圧600Vでノーマリオフ動作可能なGaNパワートランジスタとして。2013年3月19日、当社調べ。

【備考】
本開発は、2013年3月17日~21日に米国ロングビーチで開催のAPEC2013にて展示されます。この成果の一部は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の共同研究「エネルギー使用合理化技術戦略的開発」の結果得られたものです。

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