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躍進するGaN系パワー素子、いざ次世代の本命へ

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日経エレクトロニクス

躍進するGaN系パワー素子、いざ次世代の本命へ

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インバータやコンバータなどの電力損失を大幅に低減できる、次世代のパワー半導体として注目集めるGaN(窒化ガリウム)。このGaNを用いたパワー素子を利用する環境が今、急速に整い始めています。複数の企業が2011年後半から2012年にかけて、GaN系パワー素子の出荷を始めます。素子だけではなく、素子を使いこなすための周辺技術も整ってきました。今や、次世代パワー半導体の一つとして実用化で先行するSiCを追い越さんばかりの勢いです。そのGaN系パワー素子の最新動向やその応用について、キー・パーソンにご講演いただきます。

例えば、GaN系パワー素子事業を2011年中に立ち上げるパナソニックには、同社が開発したGaN系パワー素子や専用のドライバICなどについて解説していただく予定です。また、GaNやSiCといった次世代パワー素子を使ったインバータやコンバータの設計・評価などを行っている芝浦工業大学の齋藤氏に、GaN系パワー素子を利用する上での留意点などを講演していただく予定です。

インバータやコンバータなどに革新をもたらすGaN系パワー素子について学ぶ絶好の機会です。奮ってご参加ください。


概要

  • 日時:2011年11月8日(火) 10:00~17:00 (開場9:30)予定
  • 会場:化学会館(東京・お茶の水)
  • 主催:日経エレクトロニクス

テキスト代(税込み)

  • 4,200円


  • ※ 当日配布したテキストを特別頒布します。

    ※ 在庫冊数に限りがありますので、お早めにお申し込みください。

    ※ テキスト冊子は、A4横サイズ1ページに4コマ掲載のモノクロ両面印刷です。

    ※ この商品の返品はお受けできません。

プログラム詳細

10:00~12:00

GaNパワーデバイス開発とその応用

資料68枚

パナソニック
セミコンダクター社 半導体デバイス研究センター グループマネージャー
上田 哲三 氏 

パナソニックにおけるGaN(窒化ガリウム)系パワー素子と応用例の開発状況について述べる。GaN系パワー素子の特徴を説明し、我々が開発したSi基板上のGIT (Gate Injection Transistor)について、そのノーマリーオフ動作、Si製パワーMOSFETやIGBTを凌ぐ低オン抵抗特性、高速スイッチング性とともに高効率インバータへの応用例について詳細に解説する。合わせて、低オン抵抗と高耐圧を両立したNSJ(Natural Super Junction) ダイオードとの組み合わせた応用例として、電源での高効率動作の実証結果を紹介する。このほか、Si基板上に作製したGaN系パワー素子の特徴である横型構造を活かし、複数のパワー素子を1チップに集積化して実現した「GaNモノリシックインバータ」についても解説したい。

昼休憩

13:00~13:50

GaNパワーデバイス ――新技術により低コスト化を目指す――

資料29枚

パウデック
代表取締役社長
河合 弘治 氏

我々は、GaN系パワー素子の低コスト化につながる技術を開発した。GaN系HFET(ヘテロ接合電界効果トランジスタ)には、Si製MOSFETで採用されているsuper-junction構造と同じ動作原理を持ち込んだ。これにより、耐圧向上と電流コラプスの抑制、そして温度特性の改善が可能になる。高い電圧を印加しても低い電界を維持するので、製造工程などが簡略化され、低コスト化につながる。
パワー・トランジスタだけでなく、高耐圧のダイオードの低コスト化にも取り組んでいる。Si基板やサファイア基板などの異種基板を利用するのである。一般に異種基板上にGaN系半導体を作り込むと、転位密度が非常に大きく、高い耐圧のショットキー電極を形成できない。そこで、転移密度を劇的に下げることのできるELO(Epitaxial Lateral Overgrowth)技術を採用した。こうしたGaN系HFETやショットキー・バリア・ダイオードについて解説する。

休憩

14:00~15:50

GaN系パワー素子を使いこなす

資料52枚

芝浦工業大学
工学部 電気工学科 講師
齋藤 真 氏

大幅な電力損失低減を図れる次世代パワー半導体素子。しかし、そのポテンシャルを引き出すには、適切な電源回路設計が必須となる。我々が研究開発を進めているインバータやコンバータを例に、GaN系パワー素子を利用する上での留意点や、そのポテンシャルを引き出すための電源回路設計などについて解説する。具体的には、家電・民生用途を想定した三相の出力3kW級GaN-FETインバータを例に、(1)低ゲートしきい値に対応したゲート・ドライブの構成 (2)効率の傾向 (3)EMIノイズ(雑音端子電圧、放射雑音)の傾向 (4)VHF帯に対応したインバータのEMC について横断的に解説する。

休憩

16:00~17:00

SiC国際会議「ICSCRM」報告

資料35枚

京都大学
大学院工学研究科 電子工学専攻 半導体物性工学分野 准教授
須田 淳 氏

次世代パワー半導体材料として注目を集めている、SiCに関する国際会議「ICSCRM 2011」が米国で2011年9月に開催された。同会議では、SiC製パワー素子を中心に、SiC基板(ウエハー)、デバイス・プロセス、各種デバイスおよびそれらの回路応用についての発表が行われた。このICSCRMの講演の中から、代表的なものをいくつかピックアップし、紹介する。また、我々がICSCRMで発表した、世界最高の電流増幅率をもつSiC製BJTについても解説する。

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