SiC、GaNパワーデバイス・半導体デバイス・モジュールの最新技術と高温実装技術

講師の言葉

　現在、中・高耐圧領域で最強のパワー半導体デバイスであるSi-IGBTがハイブリッド自動車（HV）や電気自動車（EV）のインバータシステムに用いられている。これらHVやEVに使われる現在まで、その誕生から今日に至るまでの技術開発の歴史を振り返り、その革新技術は何であったかについて電気的特性ならびに品質向上の観点から解説する。
　またパワー半導体デバイスの将来を考える上での重要な課題として、Si-IGBTからＳｉＣに代表されるワイドバンドギャップ化合物半導体にいつ本格的に移行するかというところにある。Si-IGBTはトレンチＦＳ型ＩＧＢＴの、またパワーMOSFETはSJ-MOSFETの誕生により、特性限界に近づきつつあると言われ、いよいよワイドバンドギャップパワー半導体の登場も現実となった。
　これはSiCやGaNは、その物性上の優位性により、電力密度向上さらには冷却系小型・簡略化が可能で、システムの大幅な小型、低コスト化が期待できるからである。しかしながら最近のＳｉＣデバイスの発表データを見ると、オン抵抗に代表される低損失特性は目を見張るものの、長期信頼性に関してはＳｉＣデバイス特有の課題に未だ解決の余地があるようである。
　また、ＳｉＣ・ＧａＮ材料特性のポテンシャルを十分に引き出す出すための実装技術もその製品化には極めて重要である。本講演では、最新シリコンパワーデバイスの状況からＳｉＣ・GaNパワーデバイスの最新技術を、さらには最新の実装技術についても解説する。
　ＳｉＣデバイスやGaNデバイスのプロセスはＳｉのそれと何が違うのか？特長は？課題は？また素子設計をする上でＳｉＣ、GaN特有のポイントは何かあるのか？など、今年開催された国際学会での内容を紹介しながら丁寧に解説したい。

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