開発したトレンチゲート構造SiC-MOSFET素子（左）と同素子搭載予定のオールSiCモジュール（右）
富士電機は2017年6月26日、世界最高レベルの低抵抗を実現し、パワエレ機器の省エネに寄与するパワー半導体「トレンチゲート構造SiC-MOSFET」を開発したと発表した。2017年度中を目途に、SiC-MOSFETとSiC-SBDで構成されたオールSiCモジュールとして製品化する。
SiC（炭化ケイ素）を素材とするSiCパワー半導体は、Si（シリコン）パワー半導体に比べて電力損失が低く（低損失）、パワエレ機器の省エネを実現できる次世代パワー半導体として普及が期待されている。同社では、2013年10月にSiCパワー半導体の生産ライン（6インチウェハー）を立ち上げて製品開発に取り組むとともに、インバーターやUPS（無停電電源装置）など同社製パワエレ機器への適用を進めてきた。
今回の製品は、「トレンチゲート構造」によるSiCパワー半導体。パワー半導体においてウェハーにトランジスタを形成する方法には、電流経路を水平方向に作る「プレーナーゲート構造」と、ウェハに溝（トレンチ）を掘り垂直方向に電流経路を作るトレンチゲート構造がある。トレンチゲート構造は、セルの幅を短くできるため、多くのセルを搭載することで、より多くの電流を流すことができる。トレンチゲート構造は、電流のON/OFFを行う「ゲート」の結晶面（電流が流れる面）の電気抵抗をいかに下げられるかが、開発のポイントになる。
今回同社では、独自技術により、信頼性を損ねることなく、しきい値電圧5Vで世界最高レベルの低抵抗（3.5mΩcm2）を達成。プレーナーゲート構造に比べて50％以上電気抵抗を低くすることに成功した。このトレンチゲート構造SiC-MOSFET素子を適用したオールSiCモジュールをインバーター（出力7.5kW、周波数20kHz）に搭載した場合、Si製（第7世代IGBTモジュール）に比べて、電力損失を78％低減できるという。
主な性能としては、耐圧クラス 1200V、オン抵抗 3.5mΩcm2、しきい値電圧 5.0V。
