適齢期・忘れ難儀な・３姉妹
・・・こまる・・・
これちょっと前の話、アげてないとおもうけど・・・
京都大学初のベンチャー、フロスフィアの 酸化ガリウム
現在、電力制御を行うパワー半導体の世界では、シリコンより半導体物質としてのパフォーマンスが高い炭化ケイ素（SiC）や窒化ガリウム（GaN）を活用する開発が進み、成果を出している
例えば鉄道車両ではシリコンのパワー半導体用いたインバーターを炭化ケイ素を用いたインバーターに交換することで最大40％の省エネ効果
しかし、炭化ケイ素や窒化ガリウムによって実現される新型半導体の開発成果を無にしかねない技術を開発した企業が現れた
京大初のベンチャー企業、フロスフィア
炭化ケイ素や窒化ガリウムはシリコンよりも半導体として優れているがゆえに画期的な省エネを実現している
しかし酸化ガリウムの物性は炭化ケイ素や窒化ガリウムを圧倒
シリコンに対する半導体物質の性能を現す数値としてバリガ性能指数がよく用いられている
この数値、シリコンが1
炭化ケイ素が340
窒化ガリウムが870
酸化ガリウムは3,444
同じ性能の素子であれば、損失が少なく圧倒的省エネを実現でき、サイズも小さく作ることができる
例えば、フロスフィアは既に炭化ケイ素に比べ電気抵抗が86％減となるダイオードの開発に成功
同社のウエブサイトにあるサイズ比較では100分の1近い面積に
しかし、これまで酸化ガリウムにも欠点があった
酸化ガリウムではP型半導体が作れなかった
半導体には電子をわざと足りなくしたP型半導体と、電子をわざと余らせたN型半導体がある
パワー半導体を用いたインバーターなどのパワーエレクトロニクス機器は、トランジスタとダイオードによって成り立つ
ダイオードはN型半導体のみでも製造できるショットキーバリアダイオードがある一方
トランジスタにはどうしてもP型とN型の双方が必要
このため、酸化ガリウムではショットキーバリアダイオードしか作れないとされてきた
それだけでも省エネ効果は発揮できるが実力のすべてを出し切れない
ところが、フロスフィアは酸化イリジウムを使ってP型層を作ることにも成功
酸化ガリウムのトランジスタを作れるようになった
炭化ケイ素でも窒化ガリウムでも技術的課題はあるにしても、もっと問題なのはコスト
両者とも、鉄道車両、高級サーバーの電源、人工衛星などコストが高くても採用可能な用途ではすでに大活躍
しかし、コストの厳しいハイブリッド車や低価格化が進む家電やデジタル機器では・・・
フロスフィアは高コストをすでに克服してしまっている
炭化ケイ素と窒化ガリウムのコストが高い理由は密度の小さい気体から結晶を作っているから
密度が小さい＝材料が少ない＝時間がかかる
シリコンが比較的安いのはシリコンを溶かした液体からそのまま結晶を作ることができるから
しか、シリコン結晶でも、炭化ケイ素や窒化ガリウムに比べれば安いものの、普通の工業材料に比べれば高価
その理由は、シリコンは融点が高いため溶かすのに摂氏1500℃もの高温が必要
純度管理が非常に厳しいため、厳密に管理された清潔な環境が必要
液体からでき温度が高くなく超清潔な環境も不要であれば安くできる
フロスフィアのミストドライ法
ミストドライ法は秘密の溶媒に酸化ガリウムを溶かし、酸化ガリウムと結晶構造が似たサファイア基板に霧状にして吹きつけて結晶を作る
サファイア基板に降着する寸前に溶媒を乾燥させることで基板の上に酸化ガリウムの結晶が成長する
この溶液、常温で液体なもので蒸発する温度も数百度にもならない
さらに、結晶を作る環境は普通の空気中
シリコンと同等の価格で同じパフォーマンスの半導体を作れるかも・・・
現在、炭化ケイ素や窒化ガリウムの半導体が開発競争の最中⇒陳腐化？
ただ酸化ガリウムの半導体は開発が始まってそう時間が経っているわけではなく、実際に製品化するための開発作業は今後も必要
・・・耐環境性能は？
今日は～
キノコ
キノコの季節なんだけど・・・
少な！
夏～秋に雨が少なかった
まだ暖かい
せいだという話が
今年は採れるか不安
これマツタケ
0 件のコメント:
コメントを投稿