──どのようなSiC素子を開発すれば応用が広がるのでしょうか。応用を拡大するためには、もっと高い電圧に耐え、もっと大きな電流を流せる素子を作る必要があります(図5)。半導体素子では、素子の厚さが耐圧を、素子の面積が流せる電流の大きさを決めます。このうち厚さに関しては、大きな障害がなく克服できます。耐圧のSiCトランジスタも開発しました(図6)。需要が多い家庭用電源につなぐ機器の電源回路は、交流100Vでは600V、交流220Vでも1,200Vに耐えればよいので、既に実用化している鉄道用に比べてもずっと簡単です。電流に関しては、大きな需要を見込める応用で、大電流を流せる素子が求められています。現在製品化されている素子で流せる電流は20Aくらいです。電気自動車やハイブリッド車を動かすモーターを駆動する電源回路では、100Aや200Aといった電流を流せるパワー素子が必要になります。鉄道用では素子を並列に並べて使い、大電流を流しています。製造コストの削減要求が厳しい自動車では、この方法は使えません。1チップもしくは2チップ構成で、200Aを流せる素子の実現を目指しています。──技術的にはどのような改善を加える必要があるのでしょうか。二つポイントがあります。一つは、高品質な結晶を作ることです。結晶の品質は、素子の製造時の歩留まりに直結します。現在、1mm角のチップならば90%以上の歩留まりでパワー素子を作ることができます。3mm角でも70%もしくは80%と、事業ができるレベルが得られます。ところが、5mm角を超えると急激に歩留まりが落ちてしまいます。200Aの電流を流すことができるパワー素子を1チップで作ろうとすると、10mm角くらいのチップを作ることになります。した大きなチップを事業ができる歩留まりで作るためには、結晶の欠陥を今より1桁減らす必要があります。──もうひとつのポイントは何ですか。トランジスタで電流を開閉するチャネル部の、酸化膜と半導体の界面をもっと高品質にする必要があります。これは、特性と信頼性に優れたMOS構造を作るための鍵になります。Si素子が隆盛を極める要因となったMOS構造ですが、SiCではSiのようなきれいな界面ができていません。熱酸化で作った酸化膜は、絶縁性は優れているのですが、界面での欠陥が多く、実用化しているSiCトランジスタも潜在能力からは程遠い状態のものです。電子の動きやすさを示す移動度は、Siならば400〜500cm2/Vsです。cm2/Vsと桁違いに小さいものしかできていません。界面の品質がよくない理由は、おそらくCが残留して悪さをしているのだと思われます。界面でのCの検出がむずかしく、界面の品質が悪くなる原理が分からないのです。cm2/Vsあれば、チップ面積を小さくできるので、あと一歩といったところです。Reserved.利用規約プライバシーポリシーサイトマップ。