パワー半導��で世�cをリードするニッポン
次世代リニア新��(chu┐ng)線などの�Z��を�U(ku┛)御するパワーエレクトロニクスでは、�j(lu┛)きな電気的負荷を�~動することが求められる。負荷に�j(lu┛)電��を印加し、かつ停�Vするスイッチ動作を行わせる��要がある。そのためには、MOSFETなどのスイッチング素子が�~効であろう。
1,000Vを越える高電圧の場合は炭化珪素（シリコンカーバイドSiC）で作られたMOSFETが検討され、実��に到る見込みだ。炭化珪素はシリコンと比べて高耐圧のみならず高�a(b┳)という��(c┬)�Fな環境でも優位である。しかも�X伝導度においてもシリコンを�j(lu┛)きく越える。我が国の半導��業�cはSiC MOSFETにおいて先進的であることは、2009�Qのこのセミコンポータルの記��（参考�@料1）でも見られる。
高�a(b┳)��性の理�y(t┓ng)は、禁�V帯の幅にある。�tち、シリコンのバンドギャップは1.1eVなのだが、炭化珪素のそれは4H-SiC型�T晶の場合、3.26eVと高い。それ故に周囲�a(b┳)度によって励��される少数キャリアは�j(lu┛)幅に少なくなる。�T果は、シリコンの場合の動作�a(b┳)度150度に�瓦靴特魂酬樵任任�200度を越える高�a(b┳)動作が可�Δ砲覆辰拭�そして高い禁�V帯幅は高耐圧��性をもたらす��四戸孝��(hu━)が執筆した東��レビュー誌（参考�@料2）によると、炭化珪素の3�|の�T晶型のうち六��(sh┫)晶�Uの4H-SiCは、�峙�に��(j┤)した�j(lu┛)きなバンドギャップに加えて、1,000 cm2/V・secとシリコンに�Zい電子�‘暗戮鬚發辰討い襦�このため、4H-SiC型炭化珪素�T晶のMOSFETが�~�W(w┌ng)である。
半導��材料は、よく��(m┬ng)られているように電���U(ku┛)御などに最適なデバイスを�擇濬个擦�。もちろん、半導��を越える電���U(ku┛)御デバイスは現時点で�T在しない。半導��販売ランキングで�岼未砲△襯ぅ鵐謄襦�TSMC、クアルコムなどはパワー半導��においては�x場で��争できるデバイスや�\術を保�~していない。�L(zh┌ng)外で炭化珪素デバイスの開発で��(m┬ng)られている企業はドイツのインフィニオンだ。同社はシーメンスの半導���靆腓�独立した会社だが、炭化珪素の接合型（J）FETとショットキーバリアダイオードを販売している。
パワー半導��において今後はMOSとJFETが陣�Dり合戦をするだろう。筆�vは偏見かもしれないが、以下で述べるトレンチ形�X(ju└)をU型構�]にして耐破�s性を高めた日本の�\術が�M�W(w┌ng)すると考えている。この構�]は電�cを分�gして集中しない工夫があるので破�sに�瓦靴得莵垓\術に比べて�~�W(w┌ng)だと思う。しかし、インフィニオンのJFET については内�霍暑]がわからないのでトレンチの優位を��(d┛ng)く��定できなくて��がゆく思っている。
10月22日、日本経済新聞は��菱電機が作った次世代型MOSFETを紹介した。MOSFETの優れた��性で電����失が抑えられ�I電に�j(lu┛)きく寄与できる。しかしながら破��の問��があって��(c┬)去には実現しなかった。この記��によれば、��菱電機は新しい�\術を開発し600V以�屬旅眦徹気鯡筱�なく、数��nsの�](m└i)時間でオン/オフする実�xに成功している。デバイスの内容は����の��細書に�o開されているはずだ。
�o開する法的根拠となる����法の��64条には、「����?z─i)Ｄ拘韻�、����出願の日か�?�Q6月を経��(c┬)したときは、����掲載�o報の発行をしたものを除き、その����出願について出願�o開をしなければならない」と定めている。�o開する�`的は何か？発��を出願した�\術に限定してその個人もしくは会社に排他的な独��権を与える見返りがあるからだ。この�o開によって、最先端�\術を無償で学ぶことができる。したがって����法はテクノロジーの発�tを加�]させる。�o報から学んだ人は触発されて��(g┛u)に高度の発��をすることになるかもしれないのである。
この�o開�U(ku┛)度のお?ji┌ng)�で、筆�vのように無��(m┬ng)な輩も高度な発��の内容を学ぶことができる。筆�vはウェブで����電子図書館を調べて当該発��と考えられる�o開�o報を読んだ。発��の��徴はゲート電極がU�C(j┤)型のトレンチに�mめ込まれたトレンチ絶縁ゲート型半導������(MOSFET)であり、構�]は�e型であることがわかった。
トレンチは1990�Q頃DRAMなどのLSIに�H��されて広まった。半導�����]�\術において世�cで最初にトレンチを導入して��(sh━)国����の��細書で�o開したのは、IBM社だった。1974�Q5月、バイポーラトランジスタの��法発��だ。我が国のトレンチを含むデバイス構�]の発��は1991�Qなので1970�Q代〜1980�Q代の��(sh━)国における集積�v路�\術は優れたものが�H々あったと言うべきだ。
��菱のトレンチゲート型の発��の要は、���]��(sh┫)法が比較的にシンプルで���]しやすい点のみならず、ゲートに加える電�cがそのU�C(j┤)構�]に�\けられて分�gし、集中しないようになっているため、破�sされにくいようだ。
��菱だけではなく、ニッポンの�@鋭ローム並びにデンソー（参考�@料3）においても炭化珪素デバイスが開発されていて、頼もしい限りだ。当たり�iだが半導��ランキングで�岼未任覆�てもこれらの会社が世�cの繁栄に寄与している度合いは偉�j(lu┛)なものがある。
参考�@料）
1. シリコンカーバイドの登場 (2009/12/11)
2. 東��レビュー Vol. 59 No.2, 2004
3. ンソーテクニカルレビュー Vol. 16 No. 8, 2011
