日立製作所は、電力損失が非常に小さい新しいパワーモジュール「DuSH」を開発した(図1)。トランジスタにSi IGBTを、ダイオードにSiCショットキー・バリア・ダイオード(SBD)を利用した、いわゆる「ハイブリッド型」のモジュールながら、SiC MOSFETと同MOSFETのボディーダイオードを利用した「フルSiC」モジュールに迫る低い電力損失を実現したことが最大の特徴である。「デュアルサイドゲート」と呼ぶ新しいゲート構造を備えた次世代のIGBTを採用したことで達成できた注1)。SiC SBDは製品化されてから15年以上が経過し、以前よりもずいぶんと安価になったものの、SiC MOSFETはまだ高価である。今回開発したパワーモジュールをインバーターなどの電力変換器に利用すれば、コストを抑えながら、電力損失の50%削減が可能になる。

パワーモジュール「DuSH」
図1
パワーモジュール「DuSH」
[画像のクリックで拡大表示]

 本稿では、デュアルサイドゲート構造のIGBTや同IGBTを搭載したDuSHモジュール、さらにDuSHモジュールに採用予定の新しい実装技術について、パワーデバイスの専門家・ベテラン研究者で、開発を主導した日立製作所 研究開発グループの森睦宏氏に、3回にわたって解説してもらう。第1回の今回は、日立グループのIGBTの開発を振り返りつつ、デュアルサイドゲート構造の基になったサイドゲート構造を備えたIGBTを説明してもらう。(日経テクノロジーオンライン)

注1)このハイブリッドモジュールについて、パワー半導体の国際学会「ISPSD 2017」(2017年5月28~6月1日、北海道・札幌市で開催)で発表し、最優秀論文に贈られる「THE OHMI BEST PAPER AWARD」を受賞した。デュアルサイドIGBTに関しては、パワー半導体や、インバーターやコンバータといったパワーエレクトロニクス機器の展示会・国際会議「PCIM Europe 2017」(2017年5月16~18日、ドイツ・ニュルンベルクで開催)で発表し、「Young Engineer Award」を受賞している。

この先は有料会員の登録が必要です。今なら有料会員(月額プラン)登録で6月末まで無料!

日経 xTECHには有料記事(有料会員向けまたは定期購読者向け)、無料記事(登録会員向け)、フリー記事(誰でも閲覧可能)があります。有料記事でも、登録会員向け配信期間は登録会員への登録が必要な場合があります。有料会員と登録会員に関するFAQはこちら