豊田合成は、青色LEDの材料である｢窒化ガリウム（GaN）｣の結晶化技術を用い、開発中の｢縦型GaNパワー半導体｣において、世界最高水準となる1チップで100アンペアの大電流動作を実現した。
車や家電､産業機器などで幅広く使われるパワー半導体は、電力を変換する電子部品（※1）として､現在、電動車の普及や再生可能エネルギーの利用拡大に伴い高性能化が求められている。
しかし、従来の材料であるシリコン（Si）では、大電力の効率的な変換（※2）が限界に近づいている（※3）。
そこで豊田合成は、耐圧性に優れる｢GaN｣を使用することに加え、電気を基板に対して垂直に流す｢縦型構造｣を採用することで、薄型･小型化。その性能を高めて（※4）きた。
今回､新たにGaN結晶内に｢電流分散層｣を導入することで、電流を耐圧維持層に広げて抵抗値を下げ､電流容量を従来の50アンペアから100アンペアに高めることに成功した。
なお豊田合成は、この技術について､今年5月に上海で開かれたパワー半導体の世界最大の国際会議（ISPSD/※5）で発表している。
※1：電気のオン/オフの切り替え（スイッチング）などにより、電圧や電流､周波数などを変換する。
※2：導通時やスイッチング時の電力損失（熱に変わる）が少ないこと。
※3：Siは半世紀以上に渡る改良を経て、｢高耐圧｣（高電圧で壊れない）と｢低抵抗｣（電気抵抗が低い）の両立が物性上の極限に近づいているため、大電力動作時の｢導通損失｣や高周波動作時の｢スイッチング損失｣の大幅な低減が難しい。
※4：GaNはSiの10倍以上の耐圧性を持つため、薄型化･低抵抗化による導通損失の低減が可能。また｢縦型｣はチップ全体を使って電気を流せるため、小型化･高周波動作化によるスイッチング損失の低減が可能。これらにより豊田合成は､高耐圧（1.2kV 級）で低抵抗（1.8mΩ㎠
）､高周波動作（10MHz 以上）などの性能を実現している。
※5：The 31st IEEE International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs
■（豊田合成）縦型GaNパワー半導体の技術説明資料（PDF）：https://www.toyoda-gosei.co.jp/upload/news/787/document_20190523.pdf