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2017年1月 4日 (水)

微細化によるシリコンパワートランジスタの高効率化に成功―電力制御システムの飛躍的高効率・低コスト化に新たな道―

2016.12.06 東京工業大学研究
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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要点
 
○パワートランジスタ(Si-IGBT)の
 スケーリングよる性能向上を実証
 
○オン状態の抵抗を従来技術の約50%に低減
 
○現在、市場で主流のSi-IGBTの
 さらなる高性能化・低価格化へ
 
 
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概要
 
 東京工業大学 科学技術創成研究院
未来産業技術研究所の筒井一生教授らは、
シリコンによる電力制御用の
絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ
(IGBT)[用語1]をスケーリング
(微細化)することで、
コレクタ-エミッタ間飽和電圧
(Vce(sat))[用語2]を従来の約70%に、
オン抵抗を約50%に低減することに
成功した。
 
 スケーリングには素子寸法の
「3次元的微細化」という
新スキームを用いた。
 
 性能向上はオン動作時の
単位面積あたりの電流密度を高めることで
実現した。
 
 現在、主流のシリコン(Si)-IGBTの
スケーリングによる性能向上が確認でき、
市場のさらなる拡大とともに、
電力制御システムの高効率・低価格化に
つながる技術として、
省エネルギー社会への貢献が期待される。
 
 この研究は新エネルギー・産業技術
総合開発機構(NEDO)による
「新世代Si-IGBTと応用基本技術の
研究開発」
(代表:平本俊郎東京大学教授)で
行われた。
 
 研究成果は12月6日に
米サンフランシスコで開かれる
国際会議International Electron Devices
Meeting(IEDM2016)で、
東工大、東大、九州工業大学、明治大学、
産業技術総合研究所、東芝、三菱電機の
共同研究として発表される。
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>これまで日本は
>パワー半導体トランジスタの分野では
>世界の中で優位にあった。
 
>この分野での日本の産業力を
>今後も維持するためにも、
>日本発の新技術開発は大きな意義があり、
>特にその主流であるSi-IGBTの
>性能への技術革新は
>極めてインパクトが大きい。
 
 素晴らしいですね。
 
 
>Si-IGBTは価格の面から少なくとも
>今後10年はパワーデバイスの
>主流を占めると予想されているが、
>一方で、性能向上の限界に近付いている
>ともいわれてきた。
 
>今回の成果によって、
>スケーリングによる性能の向上が
>確認されたことは、
>日本がこれからもSi-IGBTという
>主流市場で価格競争でなく
>性能による差別化で勝負できる
>という意味で重要である。
 
 「主流市場で価格競争でなく
性能による差別化で勝負できる」
というのは心強い。
 大いに期待したい。

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