京都大学试制出电流增幅率超过200的SiC制BJT

京都大学试制出电流增幅率超过200的SiC制BJT

　　京都大学副教授须田淳等的研发小组试制出了电流增幅率超过200的SiC制BJT（bipolar junctiontransistor），并在功率半导体国际学会“ISPSD2011”（美国圣地亚哥，2011年5月23日~26日举行）上进行了发布。此次发布的是室温下的电流增幅率为257和335的两种芯片，达到了“业内最高水平”（京都大学）。此前公布的SiC制BJT中，电流增幅率较高的是由本田技术研究所和新电元工业共同试制的产品其芯片的电流增幅率在室温下为130多，而此次超过该其成果。

　　虽然BJT具有导通电阻小等优点，但由于属于电流控制型，因此BJT控制电路容易增大。为弥补这个缺点，可提高电流增幅率。这样，即使是小电流也可开关BJT,有望缩小BJT控制电路的尺寸。

　　在Si功率元件领域，存在BJT介质击穿耐性较低的课题。为解决这个课题就只能牺牲导通电阻等其他特性。因此，此前一直采用MOSFET和IGBT来代替。

　　而使用SiC时，由于其介质击穿耐性较高，可避免出现这个问题。不过，实用化前还存在着一大课题，那就是电流增幅率较低。而此次的研究成果可以说是提供了上述课题的解决方案。

　　SiC制BJT的设想用途包括：太阳能发电系统的功率调节器、电动汽车和混合动力车等电动车辆的PCU、铁路的逆变器装置以及大型产业设备的逆变器装置等。估计用于功率调节器和电动汽车的PCU时，将根据情况与SiC制MOSFET分开使用。

　　此次，通过改进增长技术和元件构造等，提高了电流增幅率。成果方面，首先获得了257的电流增幅率。然后通过改变所使用的SiC的结晶面，将电流增幅率提高至335.

　　试制BJT的芯片尺寸较小，电流值仅为50mA,但如果通过实现像此次这样的高电流增幅率，制作出几~十几mm见方的元件，输出电流也可达到20~200A.

　　另外，参加了此次的研究并就相关成果发表演讲的京都大学研究生院三宅裕树获得了ISPSD颁给优秀研究成果的“CharitatAward”奖。