トレンチ型SiC-MOSFETチップ

トレンチ型SiC-MOSFET（Silicon Carbide MOSFET）チップは、従来のシリコン（Si）製パワー半導体に比べて**「低損失」「高速スイッチング」「高温動作」**に優れた次世代のパワーデバイスです。

特に「トレンチ型」は、チップ表面に溝（トレンチ）を掘ることで、電力効率をさらに高めた構造を指します。

1. トレンチ構造の仕組みとメリット

従来のSiC-MOSFETは、ゲートが基板表面に対して水平な「プレーナ型」が主流でした。しかし、トレンチ型はゲートを垂直方向の溝に埋め込む構造を採用しています。

高集積化（小型化）: セルを縦方向に配置できるため、チップ面積あたりのチャネル密度を上げることができ、同じ性能ならチップを小さく、同じサイズなら電流容量を大きくできます。
低ON抵抗: プレーナ型で抵抗の要因となっていた「JFET抵抗」を排除できるため、電気の流れやすさ（ON抵抗）が大幅に向上し、電力ロスを低減します。

2. SiC（炭化ケイ素）を採用する理由

Si（シリコン）ではなくSiCという材料を使うことで、物理的特性が飛躍的に向上します。

高耐圧: Siの約10倍の絶縁破壊電界強度を持つため、薄いドリフト層で高い電圧（1200Vや3300Vなど）に耐えられます。
低損失: 抵抗が低いため、熱として逃げてしまうエネルギーを大幅にカットできます。
高耐熱: 200°C以上の高温環境でも動作可能で、冷却システム（ファンやヒートシンク）を簡素化できます。

3. 主な用途

トレンチ型SiC-MOSFETは、特に「エネルギー効率」と「省スペース」が求められる分野で導入が進んでいます。

分野	具体的な用途
電気自動車 (EV)	インバーター（航続距離の延長、充電時間の短縮）
再生可能エネルギー	太陽光発電・風力発電のパワーコンディショナ
産業機器	サーバー用電源、産業用ロボットのモーター駆動
鉄道	車両用インバーター（小型・軽量化による省エネ）

4. 課題と技術トレンド

トレンチ型は高性能な反面、製造の難易度が高いという側面もあります。

電界集中への対策: トレンチの底に電界が集中して破壊されやすいため、保護層を設けるなどの高度なプロセス技術が必要です。
コスト: SiCウェハ自体の価格や、トレンチ加工の工程複雑化により、Si製品に比べるとまだ高価です。

現在は、ローム（ROHM）やインフィニオン、三菱電機などの主要メーカーが、この電界集中を回避する独自の構造（ダブルトレンチ構造など）を競って開発しています。

出典：Google Gemini

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