SiC, GaN, Ga2O3パワーデバイス・モジュール開発が活発化！？　でも、課題もあります

最近、SiC, GaN, Ga₂O₃などのパワーデバイス、そしてそれらのデバイスを搭載したパワーモジュールの開発に関してのご依頼が増えてきております。

お客様のパワーデバイス・モジュール開発のご支援をさせていただいている当社から見ますと、SiC, GaN, Ga₂O₃などの化合物半導体系のパワーデバイスの開発には以下の３つの課題があると感じます。

まず、１つ目です。

これは、「パワー半導体」とは何か？ ～パワー半導体で地球環境を救う！～　でもお話しましたが、パワーデバイス・モジュールの開発を遅滞なく行うためには、試作品の評価結果に基づいて改良PDCAを素早く回すことが極めて重要です。そのためには、SiC, GaN, Ga₂O₃デバイス・モジュールの試作品の特性を精密に評価することが大事です。

２つ目としまして、Siとは異なるSiC, GaN, Ga₂O₃などの化合物半導体を使用する際、これらのデバイスのクセを把握した上で、適切に取り扱うことが求められます。

３つ目はEMI雑音に適切に対処すること、です。

SiC, GaN, Ga₂O₃などの化合物系パワー半導体は、Siに比べて高速動作が可能であることから寄生インダクタンスに起因するEMI(Electro Magnetic Interference)ノイズが発生しやすいことが知られています。

EMI規制値を超えると製品化ができなくなりますので、ノイズ抑制のためのデバイスや周辺回路を最適化や追加のノイズ抑制措置を講じることも開発当初から念頭に置いておく必要があります。

SiC, GaN, Ga₂O₃などのパワーデバイス・モジュールの評価や周辺回路の設計を外注企業に委託する際には、この分野に実務経験があり、例えば以下のような技術サービスを提供している設計会社であることが判断の１つの目安となるでしょう。

✓　静特性評価
✓　端子間容量測定
✓　スイッチング特性評価
✓　スイッチングによる短絡耐量試験
✓　信頼性試験、構造解析
✓　シミュレーションモデル構築

WTIのパワー半導体・モジュールの評価実務の実際は、以下の記事に詳しい記載がございます。

• パワーデバイスの短絡試験について
• 「パワーモジュール」評価サービス　
• パワー半導体の評価は安全が第一！

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