豐田認真推進SiC功率半導體，設置專門生產線并做實車試驗【3】

不同用途的半導體在混合動力車配備的半導體中所占的比例。從按面積計算的使用量來看，高檔車“LS600h”和量販車“普銳斯”的功率半導體均占1/4的比例。（該圖來源于豐田）

為了降低SiC功率半導體的成本，豐田在開發芯片面積較小的元件構造。這是一種在垂直方向形成晶體管柵電極的溝道構造（圖4）。據稱試制的晶體管以4?～5?m的間距形成，今后還將進一步縮小。溝道構造在硅晶體管中比較普遍，而采用這種構造的SiC產品，各企業都還在開發之中。SiC比硅堅硬，很難在短時間內加工出深溝。估計該公司還會推進加工溝道所需高速蝕刻技術的開發。

圖4 開發出有助于降低成本的元件構造

不同種類功率半導體元件的截面。此次的開發品是可使芯片面積與硅產品同等的SiC溝道型。（該圖來源于豐田）

SiC功率半導體的實用化還存在其他課題。要使SiC功率半導體在250℃的高溫下依然能夠發揮半導體的功能，還需要找到與只能在一百幾十℃以下運行的硅產品相異的最佳工作溫度。豐田認為200～250℃之間存在最佳溫度點。另外，還需要找到可在該工作溫度下使用的封裝材料。

另外，低損耗功率半導體材料除了SiC以外，還有GaN。據豐田介紹，該公司認為SiC比較適合用于處理大電流（驅動用馬達等）的半導體用途，因此目前并未考慮GaN。至于GaN半導體，豐田似乎正在探索將其用于汽車電源周邊元器件的可能性。（作者：三宅 常之，日經技術在線！供稿）