Siデバイスに比べ格段に機器・装置の省エネ、小型・軽量化、高性能化を達成!!

急進展するGaNパワーデバイス

開発・技術動向応用及び今後展開

低損失、高耐圧、高出力、高速・高温動作を大幅に実現した基板・デバイス動向とEV、家電、無線電力伝送への応用を詳説!!

■日時 2月23日(木)   ■会場 メディアボックス会議室   ■受講料 1名につき 39,000円

9:40〜17:00    東京都新宿区西新宿1-9-18      (消費税込み、テキスト代含む) 昼食弁当付(サービス)

国内外にみるSi基板上GaN系パワーデバイスの開発・技術動向と応用及び今後の展望

名古屋工業大学

大学院工学研究科

教授

 

江川 孝志

 

2月23日 9:40〜10:40

  地球温暖化問題が注目され、その主要因とされるCO の排出削減のために

  種々の分野で省エネルギー化が取り上げられている。このため、電気エネル

  ギーの高効率利用が重要な課題になってきており、電気の変換や制御を行う

  Siパワーデバイスの一層の高性能化が要求されている。しかし、MOSFET

  やIGBT等のSiデバイスに見られるように、Siの物性限界に直面し大幅な性能

  向上はもはや困難な状況にある。 このSiの物性限界を大幅に打破できる半

  導体材料として、SiC、GaNやダイヤモンド等の新しいイドバンドギャップ半導

  体に大きな期待が寄せられ、国内外で活発な研究開発が進められている。

  本セミナーでは、MOCVD法を用いたSi基板上のGaN系結晶のヘテロエピタ

  キシャル成長及びパワーデバイス用AlGaN/GaN HEMTについて述べる。

 

  1.MOCVD法を用いたヘテロエピタキシャル成長

       (1) 各種基板上のGaNの比較 −Si基板の利点−

       (2) Si基板上のGaN結晶成長 −厚膜化及び高品質化−

       (3) ピットの発生

       (4) 国内外の研究開発動向

  2.Si基板上AlGaN/GaN HEMTの諸特性

       (1) 縦方向及び横方向耐圧の総膜厚依存性

       (2) ピットの与える影響

       (3) 移動度の改善

       (4) パワーデバイスへの応用

              〈質疑応答〉

産業技術総合研究所におけるGaNパワーデバイスの開発・技術動向と応用及び今後の展開

独立行政法人 産業技術総合研究所

先進パワーエレクトロニクス研究センター

GaNパワーデバイスチーム研究チーム長

 

清水 三聡

 

2月23日 10:50〜11:50

  省エネ化への期待からGaNパワーデバイスは高効率電源用のスイッチング

  デバイスとして注目を浴びている。 しかし 価格重視の電源技術の実情や市

  場規模に合った開発を行う必要がある。 近年GaN結晶をSi基板上に成長す

  る技術が開発され、GaNパワーデバイスの低価格化が可能になり、実用化が

  期待されている。

  本講演では、従来から用いられてきたSiデバイスと、同じワイドバンドギャッ

  プ材料であるSiCを用いたデバイス、及びGaNデバイスの材料特性や理論

  的な動作特性の比較について述べる。

 

  1.物性特性からみたGaNデバイスの特徴

  2.GaN、SiC、Siデバイスの理論的比較

  3.GaNデバイスの等価モデル

  4.電源技術としての課題

              〈質疑応答〉

ロームにおけるGaNパワーデバイスの開発・技術動向と応用及び今後の展開

ローム

研究開発本部先端化合物半導体

研究開発センター研究員

 

藤原 徹也

 

2月23日 12:30〜13:30

  GaNは、パワーデバイス用途として注目されている。

  ロームでは、高速動作かつ高耐圧スイッチング用デバイスとして、

  GaNデバイスの開発を行っている。

  まず、GaNの高移動度を生かした、高速スイッチング型ノーマリオ

  ン動作GaN HEMTを紹介する。その後、GaNパワーデバイスに

  おける課題であノーマリオフ型GaNデバイスの開発について紹

  介する。

 

  1.GaNトランジスタ概要

  2.高速スイッチングGaN HEMT

  3.ノーマリオフ型GaNデバイス

       (1) 縦型GaN MOSFET

       (2) 非極性m面GaN FET

       (3) 新規構造GaN FET

              〈質疑応答〉

次世代パワーデバイス技術研究組合におけるGaパワーデバイスの開発・技術動向と応用及び今後の展開

次世代パワーデバイス技術研究組合

研究部

主査

 

池田 成明

 

2月23日 13:40〜14:40

  GaNを用いた半導体素子は、SiCと同様に、ワイドバンドギャップ半導体である

  ことから、従来のSi系素子と比べて優れた特性を示すと期待され、開発が進め

  られてきている。特に、GaN系の電界効果トランジスタ(FET)は、高出力動作、

  高周波動作、高温動作が可能であり、さまざまな優れた性能指数をもつ。 その

  ため、従来のSiデバイスでは実現できなかった低損失で小型・高効率な、高性

  能の電源を作製できるという期待が高まっている。Si基板は、低コストで大口径

  な基板が得られることから、GaNを結晶成長させる基板としては、非常に有望な

  基板である。近年、エピタキシャル成長技術の進展と共に、平坦な表面をもつ、

  比較的厚膜エピ結晶を大口径Si基板上に形成できるようになってきた。

  我々のグループは、 高移動度で高キャリア濃度を特徴とした二次元電子ガス

  (2DEG)をチャネル層に用いたSi基板上のHFETを試作し、2.4kV以上の耐

  圧を達成した。またノーマリオフデバイスとして、HFETのゲート形成領域のみ

   2DEGチャネルをリセスエッチングによって除去し、そこにSiOのゲート絶縁膜

  を配してMOS構造を作りこむ構造を検討してきた。 “ハイブリッドMOSH

  FET” 構造を用いて、良好なノーマリオフ特性を達成し、低オン抵抗でかつ耐圧

  .7kV以上の性能を出した素子について詳細に述べる。

 

  1.GaNの応用分野とパワーデバイスの可能性

  2.Si上GaN-HFETの高耐圧、大電流化

  3.Siパワーデバイスとの動特性比較

  4.ノーマリオフ化の試み

  5.GaNパワーデバイスの技術開発動向

  6.まとめと今後の展開

              〈質疑応答〉

EV・家電におけるGaNパワーデバイスの応用技術と開発事例及び今後の展開

島根大学

電子制御システム工学科

准教授

 

山本 真義

 

2月23日 14:50〜15:50

  大幅な省エネ化が期待できる次世代型ワイドバンドギャップ半導体の中で

  SiCとGaNについては製品レベルのモジュール供給が開始されている。

  しかしながらGANについては具体的なパワーコンバー等への応用事例

  はほとんど報告されていない。

  この背景を受けて今回は、家電民生機器やEVバッリー充電器等へ

  広く使用されている前段にPFンバタと後段にDC-DCンバータを

  組み合わせたAC-DCコンバータシステムに、GaN-FETとGaイオ

  ードを適用した応用例について紹介すたGaN-FETは従来のSi系

  MOS-FETのゲート駆動回路を使用することはできず、今回のシステム

  にはGaN-FETに特化したゲート駆動回路を使用している。この詳細な

  原理と実機評価結果についても併せて紹介する。

 

  1.ノーマリオフ型GaN-FETの紹介

  2.PFCコンバータに適したGaN-FET用ゲート駆動回路

  3.DC-DCコンバータに適したGaN-FET用ゲート駆動回路

  4.GaNデバイスを適用したAC-DCコンバータシステムの性能評価

  5.今後のGaNパワー半導体デバイスの将来戦略

              〈質疑応答〉

GaNパワーデバイスを用いたマイクロ波電力伝送の開発・技術動向と応用及び今後の展開

徳島大学

ソシオテクノサイエンス研究部

教授

 

大野 泰夫

 

2月23日 16:00〜17:00

  ワイドバンドギャップで高耐圧と言うことからGaN系デバイスはパワーデバ

  イスとして期待されている。 しかし用途により、電力、電圧、周波数などが

  大きく異なり、必ずしも方向は定まっていない。

  ここではGaNにおける高電力デバイスとしての課題と、GaNに適していると

  思われるマイクロ波無線電力伝送への応用について解説する。

 

  1.GaAs系パワーFETの開発から学ぶこと

  2.GaN系電子デバイスの特徴からみる応用分野

  3.マイクロ波を用いた無線電力伝送技術の概要

  4.GaNレクテナ回路

  5.今後の課題

              〈質疑応答〉

                             【主催】日本技術情報センター  TEL 03-3374-4355  ホームページ http://www.j-tic.co.jp  〔2012年開催〕

 

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