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令和7年度九州地方発明表彰

文部科学大臣賞

使いやすさに優れた低ノイズパワー半導体(特許第6964566号)

【福岡県発明協会】

中村 勝光

三菱電機株式会社 パワーデバイス製作所 Siチップ設計第二課

実 施 功 績 賞

漆間 啓

三菱電機株式会社 取締役 代表執行役 執行役社長 CEO


 本発明は、パワー半導体素子の構造およびその製造方法に関し、IGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)やdiodeにおける低電力損失と高破壊耐量の性能向上に加え、ダイナミック動作時の制御性向上によりノイズ対策不要の使いやすい素子を実現するものである。
 本発明は、上記の制御性向上のため、素子の裏面側活性層と反対側のドリフト層との間に2種類の層で構成されるnバッファ層を備える。活性層側第1バッファ層は、素子の電圧保持能力を保つ役割を持ち、ドリフト層側第2バッファ層は、ダイナミック動作でのデバイスオン時に形成される高濃度キャリア層と主接合部から裏面側に伸びる空乏層との相互作用を、第1バッファ層等との不純物濃度やピーク点を規定することで制御し、ダイナミック動作時の制御性と破壊耐量向上の役割を担う。
 本発明により、従来にない性能で使いやすさに優れた低ノイズIGBT/diodeを製品化できたことで、新たなユーザーへの波及効果が生じパワー半導体市場の拡大をもたらしている。例えば、大規模データセンターにおいて電力変換ロス削減に有効なHVDC(高圧直流送電)技術の安定稼働や信頼性向上に寄与している。

図1 本発明IGBT/diodeの断面構造

図1 本発明IGBT/diodeの断面構造

図2 本発明の不純物プロファイル

図2 本発明の不純物プロファイル


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