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3次元スタック実装SiCカスコードパワーデバイス

研究課題

研究課題/領域番号 17H03214
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関山梨大学

研究代表者

矢野 浩司  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (90252014)

研究分担者 松本 俊  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (00020503)
山本 真幸  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (00511320)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードパワーデバイス / SiC / ワイドバンドギャップ / SIT / JFET / パワーモジュール / 実装 / ワイドバンドギャップ半導体 / 電力工学 / 半導体工学
研究成果の概要

高耐圧SiC埋め込みゲート静電誘導トランジスタチップと低耐圧Si-MOSFETチップを縦方向にスタック実装したSiCカスコード素子のプロトタイプを試作し、その電気的特性を評価した。その結果、室温でオン抵抗80mΩ、降伏電圧950Vであり、SiCパワースイッチングデバイスとしての基本性能が得られていることが確認された。また室温での電源電圧400V、負荷電流10Aまでのスイッチング特性を測定したところ、ターンオフ動作は18n秒以下の高速である反面、ターンオン時間は240n秒程度と、比較的大きいことが判明した。今後チャネル幅の最適設計をすればこの問題を解決できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

提案した3D実装SiCカスコード素子を、電源回路やインバータなどの電力変換回路に用いれば、同システムの小型化、低損失化に貢献できる。また従来のSiC-MOSFETにおける課題であった、しきい電圧変動などの課題を克服でき、電力変換システムの高信頼・高寿命化が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Extremely Low ON-Resistance SiC Cascode Configuration Using Buried-Gate Static Induction Transistor2018

    • 著者名/発表者名
      Koi Yano, Yasunori Tanaka, and Masayuki Yamamoto
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: 39 号: 12 ページ: 1892-1895

    • DOI

      10.1109/led.2018.2878933

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Stress test of cascode switch using SiC static induction transistor2019

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto, Y. Tanaka, K. Yano
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 山梨大学研究者総覧

    • URL

      http://nerdb-re.yamanashi.ac.jp/Profiles/336/0033565/profile.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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