クイックサーチ（1966年～最新刊号）
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特集　パワーエレクトロニクスの最新技術

パワーエレクトロニクスは，更なる省エネルギー化促進で必要とされるキーテクノロジーであり，今後も大きな成長が見込まれる日本の産業競争力上でも重要な分野です．現在は Si を用いた半導体モジュールが高いシェアを占めていますが，Si よりも優れた物性を有する次世代半導体材料とモジュールの性能向上に注目が集まっており，実用化に向けた新たな展開に多くの期待が寄せられています．そこで本特集では，次世代パワー半導体技術の発展の経緯や現状，将来のパワー半導体技術の進捗，そして，それらを支える高温高耐圧に対応した回路基板や受動部品の最新情報を紹介します．　（特集担当委員：鈴木宗泰）

■ SiCパワーエレクトロニクス技術開発の経緯と現状

奥村　元

今後の電力省エネのキー技術と目されるSiCパワーエレクトロニクス技術について，今までの技術開発経緯と今後の方向性を「技術成熟度」の観点を含めて紹介する．

■ 次世代パワー半導体SiCウェハ技術の開発動向と課題

加藤　智久

近年，量産化が進みつつあるパワー半導体用SiCウェハの材料技術開発の成果や最新動向を紹介し，結晶成長技術やエピ成長技術の課題と今後の期待について議論をする．

■ ワイドバンドギャップ半導体パワーデバイスの技術展開

田中　保宣

WBG半導体パワーデバイスの開発状況についてSiCを中心に紹介するとともに，今後の技術開発のトレンドについて述べる．

■ パワーモジュール技術の動向と材料・部品への期待

山口　浩・佐藤　弘

パワーエレクトロニクス技術の基本かつ重要要素技術であるパワーモジュール技術の現況を解説する．そして，SiC等の利用によるパワーモジュールの一層の高性能化に対応するために周辺材料・部品に期待される性能について説明する．

■ イオン注入を用いた縦型GaN MOSFETの研究

高島　信也・田中　亮・上野　勝典・松山　秀昭・福島　悠太・江戸　雅晴

次世代パワー半導体材料として期待される窒化ガリウム（GaN）を用い，高性能パワートランジスタの実現を目指している．本稿では，イオン注入プロセスを用いたGaN基板上での低抵抗高耐圧縦型MOSFETの検討について紹介する．

■ ダイヤモンド大型結晶ウエハの基盤技術開発

竹内　大輔・山田　英明・梅沢　仁・茶谷原昭義・大曲　新矢・杢野　由明・坪内　信輝・牧野　俊晴

ダイヤモンド単結晶ウエハの大口径化への技術的道筋を明確にし，1立方センチメートル級の単結晶試料のデモンストレーションに成功した．鍵となった技術的課題克服の概要とダイヤモンド半導体の現状と展望を紹介する．

■ ビアアレイ方式　配線基板の開発

坪井　良樹・加藤　哲也

高耐熱SiCパワーモジュールに好適な，セラミック配線基板を開発．-40℃~+250℃　3000サイクルの耐熱性と，1500A大電流通電耐量および，通電電流検出用ロゴスキコイルを内蔵．

■ ペースト印刷による銅回路層の形成技術

奥田　和弘

SiCパワーモジュール用に-40～250℃のヒートサイクルに耐久する高耐熱な放熱基板を開発した．熱膨張係数を低減した銅ペーストによる銅回路層を，窒化ケイ素等のセラミックス基板上に回路形成したものである．

■ SiCパワーモジュール用セラミック大電流配線基板の開発

柏屋　俊克

SiC半導体を用いたパワーモジュール用に，①高温絶縁性に優れ，②100Aクラスの大電流通電が可能な肉厚導体を内蔵し，③多層配線で配線インダクタンスの低減が可能，という特徴を持つセラミック大電流配線基板を開発したので紹介する．

■ 高耐熱メタライズ放熱基板の信頼性評価とそのスクリーニング試験

宮﨑　広行・日向　秀樹・平尾喜代司

窒化ケイ素メタライズ基板を中心に，温度サイクル試験による損傷過程と，セラミック基板の機械特性が耐温度サイクル特性に及ぼす影響等を概説した．また，動的疲労試験によるスクリーニング法を紹介した．

■ パワー半導体パッケージ技術―Power Overlay（POL）技術―

笹島　裕一

低インダクタンス，高放熱を特長とするパワーエレクトロニクス向けワイヤーボンドレスパッケージ技術（Power Overlay技術）とその適用事例を紹介する．GaN・SiCモジュール化に適しており，高効率化・小型化に有効な技術である．

■ 次世代高温実装のための銀膜を用いた低温無加圧ダイボンディング

張　昊・菅原　徹・浅谷　紀夫・木本　幸治・長尾　至成・菅沼　克昭

銀膜直接接合技術（SMB）は，パワーモジュールの現在のダイボンディングプロセスと互換性があり，ほぼ完璧な接合構造により，超高接着強度が実現され，理想的な電気/熱性能が期待できる．この画期的な成果は，超高性能を実現し，次世代SiC/GaNパワーモジュールの開発に明るい未来をもたらすことを期待する．

■ 高温劣化機構の解明に基づく高耐熱抵抗器の開発

中島　智彦・中村　吉伸・伊藤　武・永田　久和・松井　貴弘・北中　佑樹・宮山　勝・土屋　哲男

250℃の高温で駆動するパワーエレクトロニクスデバイス中に用いることのできる高耐熱抵抗器の実現を目指す研究を行い，抵抗体・電極・基板の高温劣化機構解明を通じ，長期安定性を有する高耐熱抵抗器の開発に成功した．

■ リラクサーを用いた新しい高温高耐圧セラミック誘電体

鶴見　敬章・武田　博明・保科　拓也

セラミックス誘電体の絶縁破壊強度の温度変化を解説するとともに，一部のリラクサー誘電体が高温で高い絶縁破壊強度を維持することを見いだした．

■ CaZrO₃系高温高耐圧積層セラミックコンデンサの信頼性向上

鈴木　宗泰・齊藤　賢二・仲田　要輔・土屋　哲男・牛島　洋史・水野　洋一

次世代パワー半導体で高速動作を実現するには，低インダクタンス回路設計を採ると同時に高温高耐圧のスナバ回路によるサージ抑制が必要である．そこで，250℃１kV級に対応した積層セラミックコンデンサを試作して寿命特性を調査した．

ほっとSpring　日本の品格を彩る輝き　～ Feel Japan, KAGAMI ～

鈴木　宗泰

くろすろーど　日本での研究生活

ジア　チンシン