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| 講演名 | 2015-11-06 13:30 ［招待講演］Si基板上GaNパワーデバイスと電力変換機器への応用 ○石田秀俊・石田昌宏・上田哲三（パナソニック）  SDM2015-90 |
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| 抄録 | （和） | 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2000cm2/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。 |
| （英） | GaN-based power devices have been expected to overcome the performance limit of conventional Si-based devices and enable highly efficient power switching systems. Technical issues have been mostly solved for the commercialization so far and the remaining tasks are to find more suitable applications and extract the full potential of the superior material properties. In this paper, we present state-of-the-art GaN-based power switching devices on cost-effective Si substrates and their applications to power switching systems. High quality AlGaN/GaN hetero-structures can be epitaxially grown on large diameter Si substrate utilizing novel buffer layers including AlN/GaN super-lattices which relax the strain by the lattice and thermal mismatches. The electron mobility at the channel reaches 2000cm2/Vs demonstrating the good crystal quality. A novel device structure called Gate Injection Transistor (GIT) serving normally-off operation is proposed and enables highly reliable system operations free from the current collapse up to 600V. A LLC resonant converter used in isolated DC-DC converter enables 1MHz operation with high efficiency of 96.5% by the GaN devices, which cannot be operated by conventional Si power devices. The above results demonstrate very promising potentials of GaN based power switching transistors. | |
| キーワード | （和） | 窒化ガリウム / パワートランジスタ / 高耐圧 / 低オン抵抗 / スイッチング / / / |
| （英） | Gallium Nitride / Power Transistor / High Breakdown Voltage / Low On-state Resistance / Switching / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 115, no. 292, SDM2015-90, pp. 35-38, 2015年11月. | |
| 資料番号 | SDM2015-90 | |
| 発行日 | 2015-10-29 (SDM) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SDM2015-90 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
| 開催期間 | 2015-11-05 - 2015-11-06 |
| 開催地（和） | 機械振興会館 |
| 開催地（英） | Kikai-Shinko-Kaikan Bldg. |
| テーマ（和） | プロセス・デバイス・回路シミュレーションおよび一般 |
| テーマ（英） | Process, Device, and Circuit Simulation, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | SDM |
| 会議コード | 2015-11-SDM |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | Si基板上GaNパワーデバイスと電力変換機器への応用 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | GaN-based devices on Si substrates for power conversion systems |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 窒化ガリウム / Gallium Nitride |
| キーワード(2)（和/英） | パワートランジスタ / Power Transistor |
| キーワード(3)（和/英） | 高耐圧 / High Breakdown Voltage |
| キーワード(4)（和/英） | 低オン抵抗 / Low On-state Resistance |
| キーワード(5)（和/英） | スイッチング / Switching |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 石田 秀俊 / Hidetoshi Ishida / イシダ ヒデトシ |
| 第1著者 所属（和/英） | パナソニック株式会社 (略称： パナソニック) Panasonic Corporation (略称： Panasonic) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 石田 昌宏 / Masahiro Ishida / イシダ マサヒロ |
| 第2著者 所属（和/英） | パナソニック株式会社 (略称： パナソニック) Panasonic Corporation (略称： Panasonic) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 上田 哲三 / Tetsuzo Ueda / ウエダ テツゾウ |
| 第3著者 所属（和/英） | パナソニック株式会社 (略称： パナソニック) Panasonic Corporation (略称： Panasonic) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2015-11-06 13:30:00 |
| 発表時間 | 50分 |
| 申込先研究会 | SDM |
| 資料番号 | SDM2015-90 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | no.292 |
| ページ範囲 | pp.35-38 |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2015-10-29 (SDM) |
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