私たちの身の回りで活躍するパワー半導体

パワー半導体は、鉄道・自動車・インフラ・家電など身近なところで活躍する半導体で省エネを支えるキーデバイスです。パワー半導体は交流を直流に変換したり、ノイズの少ない電流に整流したり、電圧を上げたり下げたり、交流の周期を変えたりする半導体で、大電流、高耐圧、高スイッチング特性、低損失な特性のデバイスが求められます。

シリコンより損失が少ない化合物半導体ウエハ（SiC、GaN）

SiCはケイ素と炭素、GaNはガリウムと窒素の化合物です。SiCはSi　50％とC　50％の組成を有したダイヤモンドに次ぐ硬度の高い材料です。高強度で耐熱性に優れ、熱伝導性が高いなどさまざまな特性を併せもった、次世代の半導体材料としてますます期待されています。
SiCやGaNはシリコンのバンドギャップ1.12eVと比較してSiCは3.26eV、GaNは3.39eVとバンドギャップが広いため、 ワイドバンドギャップ半導体 とも呼ばれます。
ワイドバンドギャップ半導体は破壊電界強度が大きいという特長があります。ワイドバンドギャップ半導体を用いることで、高温動作、高電圧動作に加え、放熱特性も優れることから、シリコンよりチップを小さくする事にも有利なようです。熱伝導率はSiCはシリコンより優れ、GaNはシリコンより劣ってしまうのが欠点です。

パワー半導体材料特性

SiC半導体はモータ駆動などの高耐圧、大電流用途に

SiC半導体は、ハイブリッド車や電気自動車のモーターを駆動させる電力変換装置　インバーター（直流のバッテリーから周波数・電圧制御された交流に変換）の高効率、小型化が可能なシリコンからの置き換えが進んでいます。高効率動作・省エネに向けSiCデバイスの開発が急ピッチで進められております。

GaNデバイスはスイッチング電源などの小型、高周波用途に

GaNは、SiCよりもさらに安定した結合構造を持ち、より絶縁破壊強度が高い材料です。USB Power Delivery （USB-PD）の規格化によりスマートフォンの急速充電や、ノートパソコンなどに対応する充電器が製品化されています。今後もGaNデバイスの普及が加速すると考えられます。

Ga2O3酸化ガリウムは

酸化ガリウムは、シリコン単結晶の製造と同じような製法でバルク単結晶を成長させることができます。気相成長（昇華法）させてウエハを製造するSiCや、シリコンやサファイア基板などの上にエピタキシャル成長させてウエハを製造するGaNと比較して、将来的にウエハ製造コストを低減できる可能性がある様です。パワーデバイスとして求められる性能（理論値）がシリコンよりも圧倒的に高く、SiC・GaNを超える優れた材料と注目をされています。

大口径（12インチシリコン）化進むパワー半導体

現在主流のシリコン半導体では12インチ（300ｍｍ）口径ウエハーを用いた量産が本格化しております。次世代パワー半導体と期待されるSiCウエハーは6インチ（150ｍｍ）から8インチ（200ｍｍ）口径へ移行しつつあります。日本のパワー半導体各社もカーボンニュートラルの実現の切り札とも言えるグリーンデバイス　パワー半導体の生産効率の向上（コスト低減）をめざし、１２インチライン構築の投資が次々に各社より発表され、急ピッチで建設が進んでおります。生産工程（前工程）設備のプロセス条件の確認テストや性能評価、設備の動作確認、検査等にダミーウエハ（テストウエハ）が使用されます。少ロットからの販売や成膜やダイシング、ＢＧ、ＣＭＰ研磨や再生加工もお請け致します。またＳi以外のサファイヤ、ＳiＣウエハなどの取扱いや割れたウエハの救済ダイシングもお請けしております。

弊社が扱う三安半導体有限公司（Hunan Sanan Semiconductor Co.,Ltd.）パワー半導体

中国 湖南省 長沙市 ハイテク開発ゾーンに拠点を置くSiC半導体メーカーの三安半導体（Hunan Sanan Semiconductor Co.,Ltd.）は先端的な化合物半導体技術プラットフォームを備えた世界有数のファウンドリーサービス企業、SBD、MOSFET、SiCパワーモジュールの製造、ならびに最先端のファウンドリーサービスを提供しています。
三安半導体（Hunan Sanan Semiconductor Co.,Ltd.）はパワー半導体SiC／GaN専業メーカーです。全長1.4㎞のSiCパワー半導体のメガファブで、独自の研究開発と産業の協力を通じて結晶成長、SiC（炭化ケイ素）ウエハ、エピ成長、チップの製造及びパッケージングまでを垂直統合し、お客様のニーズに応えるべき製品ラインアップを実現しています。
パウダー調合からデバイスのパッケージング及びテスト工程までのすべての管理、オートメーション化で生産能力の向上と厳格なコスト管理、国際品質基準をも現実化しつつある会社です。事業内容は、 ／SiC（炭化ケイ素）結晶成長 ／SiC（炭化ケイ素）基板 ／SiCエピ成長 ／チップ製造 ／パッケージング ／SBD ／MOSEFT ／SiCパワーデバイスモジュール ／各工程ごとのファンドリービジネス ／GaNファンドリービジネス と多岐にわたります。
当社は湖南三安半導体（Hunan Sanan Semiconductor Co.,Ltd.）のSiCウエハー（6インチ、8インチ　プライム、ダミーグレード）の販売、SBD,MOSFETの販売及びファウンドリーのご提案をしています。 8インチサイズSiC（炭化ケイ素）ウエハも販売を開始しております。延び行くパワー半導体の検査、不良解析、熱解析、出荷用商材のみならず、素材やデバイスの販売でパワー半導体の発展を下支えしています。

湖南三安半導体有限公司（Hunan Sanan Semiconductor Co.,Ltd.）MEGA Fab

※当社は、三安半導体有限公司のSBD、MOSFET、SiC（炭化ケイ素）ウエハ、エピウエハーの販売、並びに三安光電股分有限公司のminiLED、microLEDの国内販売代理店です。

三安半導体（Sanan Semiconductor）SiC SBD 一覧　 BV≧650V

※　● 量産中    〇 開発中    ● 車載信頼性規格AEC-Q101準拠　　2024年4月1日現在

Type	IF(A)
	2	4	6	8	10	12	16	20	40	60	80	100
Bare Die	●	●	●	●	●	●	●	●	●
DFN 8*8			●	●	●
TO252-2L	●
TO263-2L					●
TO220-2L	●	●	●	●	●	●	●	●
TO220N-2L				●	●
TO247-2L					〇		●	●
TO247-3L					〇		●	●	●
SOT227										●	●	●

三安半導体（Sanan Semiconductor）SiC SBD 一覧　 BV≧1200V

※　● 量産中     〇 開発中    ● 車載信頼性規格AEC-Q101準拠　　2024年4月1日現在

Type	IF(A)
	2	5	10	15	20	27	30	40	60	80	100
Bare Die	●	●	●	●	●	●	●	●	●
TO252-2L	●	●
TO263-2L			●
TO220-2L	●	●	●	●	●
TO247-2L			●	●	●	●	●	●
TO247N-3L			●		●		●	●
SOT227									●	●	●

三安半導体（Sanan Semiconductor）SiC MOSFET 一覧

※　● 量産中     〇  開発中        2024年4月1日現在

Type	BV≧1200V			BV≧750V	BV≧1700V
	RDS(ON)（ｍΩ）
	16	32	80	16	1000
Bare Die	〇	〇	●		●
TO247-3L			●		〇
TO247-4L		〇	〇
TO263-7L			〇

三安半導体（湖南三安半導体）SiCパワー半導体製品の専用ページはこちら

 

弊社が扱うパワー半導体向け商品一例のご紹介

検査：大電流測定が可能なワイヤープローブ

ハイブリッド車や電気自動車には大電流が流れるパワー半導体が多数搭載されています。大電流測定用ワイヤープローブコンタクタは最小40μｍピッチで配列することが可能で、極細ピンを多数配列する事で接触抵抗が分散され、1ピン当たりの荷重が小さく接触キズの心配がありません。太いプローブでコンタクトし大きな電流を流すより、安定した接続を実現し信頼性を向上させる事が可能となります。3,000Ａ (パルス)　1,000Ａ (ＤＣ)1の検査に使用頂けるコンタクターを提供しております。

評価：12ビットでリアルな波形を見る事が出来るオシロスコープ

高速な立ち上がり波形の測定には広い帯域と高いＣＭＲＲ性能をもったプローブが必要となります。パワーエレクトロニクス分野で定評のあるレクロイの１２ビット高分解能オシロスコープHDO４０００シリーズとDL-ISO光アイソレーションプローブの組み合わせにより帯域～1GHz、入力電圧最大2500V、システムDC精度1.5%の高精度な測定を実現します。

出荷：パワー半導体チップ搬送時の欠け、割れを防ぐユニークなトレイポケット構造

薄い光学ガラスの搬送用トレイもワークへの接触や外形の欠け、割れや発塵などへの対策がとても重要です。これまでのユニークな構造設計がパワーデバイスのチップ搬送用トレイに生かされパワーデバイスの出荷は製造工程内で数多く流通しております。納入前のトレイやウエハケースのクリーン洗浄、クリーンウエアなどの精密洗浄の能力も増強中です。

消耗品：ダミー（テスト）ウエハ

パワーデバイスのウエハ工程や組立工程の各種設備のプロセス条件の確認テストや性能評価、設備の動作確認、検査等に使用されるウエハの総称です。評価確認用のウエハですのでパーティクルの管理値が高い高価な量産用のウエハ（プライムグレード）ではなく、これらの工程では安価なダミーウエハ（テストウエハ　モニターウエハ）が使用されています。再生ウエハが使用される事もあります。一覧表でパーティクルや方位などをご確認頂き、問題無くお使い頂けるようでしたら在庫も御座いますので即納が可能です。MOQも25枚〜の小ロット対応も可能です。
※P型だけでは無くN型の準備も御座いますのでお声掛け下さい。

評価受託：パワーサイクル試験・環境試験・信頼性試験受託サービス

産業用ロボットや電気自動車ハイブリッド車などのキーデバイスであるパワーデバイス（パワーモジュール）の各部材の接合信頼性を評価する試験として採用されています。特に電気自動車やハイブリッド車のエンジンルーム内に配置される場合は、一般産業用パワー半導体に比べて格段に高いレベルの温度サイクル疲労に対する長寿命化が求められます。その動作寿命推定にパワーサイクル試験 （断続通電試験）が用いられます。パワーサイクル試験　パワーデバイス素子に、規定の電力を消費させ、決められた時間内で断続通電を 行い、試料の信頼性を評価します。同時に熱抵抗測定も可能で、そのデータをホストコンピューターに取りこみます。（IGBT、IPM、DIODEなどを受託対象としています。）
この他、JIS／JEDEC／MIL等の標準規格に準じた環境試験装置を使用し、様々なエレクトロニクス製品、部品、材料の信頼性評価受託試験を承ります。不良解析はSiC,GaNといった化合物半導体の解析にも対応しています。 HTOLカスタム装置のご提案も行っております。

検査・測定・表面処理

出荷・梱包資材

受託試験（パワーサイクル試験　不良解析）