(産総研)らは4日、炭化ケイ素(SiC)半導体を用いた1.2キロボルト耐電圧(耐圧)クラスの新たなトランジスタ構造を開発し、世界最小オン抵抗を達成したと発表した。電力エネルギーの有効利用の鍵は、パワー半導体での電力の変換効率だ。電気には交流と直流という2つの方式があり、発電所からの送電には交流が、家電などの動作には直流が使用されている。家庭の電源は交流で、新潟県糸魚川と静岡県富士川を境に、西側は60ヘルツ電源(1秒間に60回プラス極とマイナス極が入れ替わる)を、東側は50ヘルツ電源を使用する。他方、家電製品の多くは直流電源を必要とし、交流から直流へと電力を変換するACアダプターを使用している。このように、交流や直流の電源を各機器が必要とする状態に変換するのがパワー半導体の役目だ。昇圧や降圧を行うレギュレータ、直流を交流に変換するインバーターがある。SiCは、小型化や高効率化に有利なバンドギャップ物性を持つため、パワーデバイスとして有望だ。富士経済は3月、2030年のSiCパワー半導体市場を2,270億円と予測。牽引し、そこに自然エネルギーが加わる構図だ。今回の発表は、トランジスタの断面構造を縦方向へとする「トレンチゲート型」に、さらなる改良を加えた、縦型スーパージャンクション(SJ)MOSFETを開発。高温特性や動特性を維持したまま、通電時の抵抗を大幅に低減した。SJ-MOSFETの特長SJ-MOSFETは高出力で動作しても自己発熱によるオン抵抗の増加が少ないことが特長だ。キロボルト耐圧クラスのトレンチゲート型で実施。SJ構造の有無での比較とした。mΩcm2と37%削減。高出力動作でも自己発熱によるオン抵抗の増加が少ないことを確認。安全面でも負荷短絡耐量(事故などでの破壊時間)は、従来と同等の値を維持した。この技術移転と高電圧での試験が進むことで、より電力エネルギー効率の良いEVや自然エネルギーの確保が可能になる。