Siショットキーバリアダイオードを集積化したGaNトランジスタによるDC-DCコンバータの高効率動作

摘要

低電圧DC-DCコンバータ用途として、Siショットキーバリアダイオード（SBD）を集積化したノーマリオフGaNトランジスタを提案した。AlGaN/GaNへテロ接合を結晶成長するSi基板内にSBDを形成し、これを同Si基板上に形成したノーやリオフ方GaN-GIT （Gate Injection Transistor）とビアホールを介して接続した。Si-SBDは、GaN-GITのダイオードモードよりも低い順方向電圧を有するため、DC-DCコンバータにおけるローサイド側トランジスタ側に流れる還流電流が原因で生じるデッドタイム損失を低減することが出来る。GaN-GITのゲート長を0.5μmと短縮し、さらにSi-SBDを集積化したデバイスを作製し、これをDC-DCコンバータに適用した。この結果12Vを1.3VにDC変換した場合、2MHzにおいて89％の高効率動作を実現した。