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次世代パワーデバイス用SiC基板の研磨技術*

机译：下一代功率器件的SiC衬底抛光技术*

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摘要

限られた電力を有効に活用するため，ィンバ一タ等の電 力変換装置のさらなる低損失化が望まれている.現在，電 力変換回路にはスィツチング素子としてシリコン（Si) IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)が主として使 用されている.Si IGBTはその登場以来，微細化技術等に よつて低損失化を達成してきたが.近年その限界を迎えつ つあり，新たなパワーデバイス用半導体材料として炭化ケ ィ素（SiC)ゃ窒化ガリウム（GaN)といった禁制带幅の 大きなワイドギヤップ半導体材料が注目を集めている. SiCは，Siに比べて.禁制帯幅が約3倍であり，絶縁破壊 電界強度が約10倍，飽和電子速度が約2倍，といった優 れた物性値を有しており，理論上，トランジスタのオン抵 抗を数百分の1に低減可能である~1).このような省エネル ギーSiCパワーデバイスの実用化のため，結晶成長.結晶 加工，結晶欠陥評価法，酸化膜-SiC界面制御法等，多方 面から数多くの研究が盛んに行われ，近年はSiCパワーモ ジュールが販売されるに至っている.2012年に，東京の 地下鉄の車両にSiCデバイスが搭載されて大幅な低損失化 に成功した旨.発表があった~2)のを皮切りに，日本では鉄 道車両にSiCィンバータが次々と導入され始め，次期新幹 線N700S型にもSiCィンバータの導入が決定されてい る~3).—方，自動車のモーター制御にSiCデバイスが導入 されればさらなる燃費向上が期待されることから，自動車 メーカーも積極的に導入を検討している~4).また，ェアコ ン等身近な電化製品においてもSiCィンバータは導入され 始めており，低炭素社会の実現に向けて今後広く普及する ことが望まれている.
机译：为了有效地利用有限的电力，要求逆变器等电力转换装置的损耗更低，目前，电力转换电路使用硅（Si）IGBT（绝缘栅）作为开关元件。自从问世以来，由于采用了小型化技术，Si IGBT已经实现了低损耗，近年来已经达到极限，并且正在开发用于功率器件的新型半导体材料。禁带较大的宽禁带半导体材料，例如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）备受关注，SiC的带隙约为Si的三倍它具有出色的物理性能，例如大约10倍的击穿电场强度和大约2倍的饱和电子速度，并且理论上可以将晶体管的导通电阻降低至百分之几（1）。为了将这种节能的SiC功率器件投入实际使用，已经在晶体生长，晶体处理，晶体缺陷评估方法，氧化膜-SiC界面控制方法等各个领域积极进行了许多研究。 SiC功率模块已经销售，2012年在东京的地铁上安装了SiC器件，成功地降低了损耗，从宣布〜2）开始，日本开始了。然而，SiC转换器已经在铁路车辆中陆续引入，并且已经决定将SiC转换器引入下一代Shinkansen N700S型〜3）。但是，如果将SiC器件引入汽车的电机控制中由于预计燃料效率将进一步提高，因此汽车制造商也正在积极考虑将其引入〜4）。由于SiC转换器也被引入空调等熟悉的电器中，因此将实现低碳社会。希望它将来会广泛传播。

著录项

  • 来源
    《精密工学会誌》 |2018年第3期|217-220|共4页
  • 作者

    佐野 泰久;

  • 作者单位

    大阪大学大学院工学研究科（大阪府吹田市山田丘2-1);

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