Si基板上GANパワーデバイスと電力変換機器への応用

摘要

従来のSiパワーデバイスと比較して低損失化と高速化が可能となり、DC／DCコンバータをはじめとする電力変換機器の高効率化と小型化が期待できるGaNパワーデバイスの研究開発が盛んになっている。実用化に向けた技術課題は解決され、600V耐圧のデバイスは商品化と市場拡大に向けた取り組みがおこなわれる段階に入った。本稿ではパナソニックにおけるGaNパワーデバイスとその電力変換機器への応用に関する最新の状況を報告する。安価なSi基板上に超格子バッファー層を適用することにより電子移動度2000cm~2／Vsに達する高品質なAlGaN/GaNへテロ構造を成長させる技術を確立し、さらにp型ゲートを適用した独自のノーマリオフ型トランジスタであるGIT（Gate Injection Transistor）を実現した。このGITをLLC共振型DC／DCコンバータに応用した結果、1MHzで96.5%という極めて高い電力変換効率が得られ、GaNパワーデバイスが電力変換機器への応用に有効であることを実証した。