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SiCパワー半導体が300℃でも動作する基板構造：アルミニウムの耐熱性に着目

昭和電工と大阪大学の菅沼克昭氏が推進するプロジェクトは2016年7月19日、SiC（炭化ケイ素）パワー半導体が300℃の高温域においても安定的に動作する基板構造を開発したと発表した。

» 2016年07月20日 13時30分公開

[庄司智昭，EE Times Japan]

アルミニウムの耐熱性に着目

　昭和電工と大阪大学は2016年7月19日、SiC（炭化ケイ素）パワー半導体が300℃の高温域においても安定的に動作する基板構造を開発したと発表した。

　今回の開発結果は、大阪大学の教授である菅沼克昭氏が中心となって推進する産学連携のプロジェクトによって得られたものである。菅沼氏は、アルミニウムの耐熱特性に着目してアルミ材料と実装技術を開発し、－40℃～300℃の温度サイクル条件下でも欠陥が生じない材料構造を実現したという。

　昭和電工は、DBA（Direct Brazed Aluminum）基板と冷却器の材料開発、接合（ろう付け）、基板構造全体の放熱設計に携わっている。DBA基板とは、半導体を実装するアルミ層とセラミックス絶縁層を接合した、放熱性に優れた回路基板だ。同プロジェクトでは、セラミックスの材料として熱伝導率の高い窒化アルミを用いているとした。

大阪大学菅沼研究室のWebサイトより

　昭和電工は、リリース上で「当社の多様な素材の設計・加工技術を生かして、耐熱性と放熱性に優れた新たな基板材料を開発する。また、実装後の評価技術を確立し、パワーモジュールの小型化、高出力化に向けたソリューションを提供していく」と語る。

SiCは好機会でも、GaNはまだ不透明――RECOM
RECOM Powerは「PCIM Europe 2016」（2016年5月10～12日、ドイツ・ニュルンベルク）で、SiC-MOSFET専用の2WのDC-DCコンバーターなど同社の製品群を展示した。これまで同社は低電力・中電力のDC-DCコンバーターやAC-DCコンバーターを中核としてきたが、今後は500Wなど高電力市場も視野に入れる。
SiCを取り巻く環境、「この2年で変わった」
ドイツ・ニュルンベルクで開催されたパワーエレクトロニクスの展示会「PCIM Europe 2016」（2016年5月10～12日）に出展した米国のUSCi（United Silicon Carbide, inc.）は、SiCパワー半導体に対する認識がここ数年で大きく変わったと語る。
8インチ基板でGaNデバイスのコスト競争力を強化
パワーエレクトロニクスの最新技術が一堂に会する「PCIM Europe 2016」（2016年5月10～12日、ドイツ・ニュルンベルク）で、フランスのGaNパワーデバイスメーカーExaganが、8インチ（200mm）のGaN on Siウエハーや、耐圧650VのGaN FETなどを展示した。
フルSiCは時期尚早？コスト面での不利さ拭えず
パワー半導体の展示会「PCIM Europe 2016」で、耐圧650VのSiC SBD（ショットキーバリアダイオード）や同1200VのSiC MOSFETなどを紹介したToshiba Electronics Europe。SiCのSBDとMOSFETを組み合わせた“フルSiC”のパワーモジュールは登場しているが、コストの壁は大きいと同社は述べる。
トレックス、シリコンバレーにR＆Dセンターを開設
トレックス・セミコンダクターは2016年4月29日（米国時間）、米国法人のTOREX USAの一部門として米国カリフォルニア州サニーベールにR＆Dセンターを開設し、その開所セレモニーを同州サンタクララのホテル「Hyatt Regency Santa Clara」で開催した。
フルSiCパワーモジュール、三菱電機が拡充
三菱電機は、「テクノフロンティア 2016」で、SiC（炭化ケイ素）パワーモジュール製品について、主な用途別に最新のフルSiC IPM（Intelligent Power Module）／PFC（Power Factor Module）などを紹介した。