東芝デバイス＆ストレージは2020年7月30日、SiC MOSFETの信頼性を向上させるデバイス構造を開発したことを発表した。今回の技術は、MOSFETの内部にショットキーバリアダイオード（SBD）を搭載した構造を特徴としており、オン抵抗の上昇を抑えながら、同社の従来技術に比較してMOSFETの信頼性を10倍以上向上させることが可能となっている。
SiCのさらなる普及に向けては、信頼性の向上が課題となっている。そのうちの一つに、SiC MOSFETのドレイン・ソース間に存在するPNダイオードに通電すると、PNダイオードの動作によってSiC結晶中の欠陥が拡張するという問題があった。結晶欠陥の拡張はMOSFETのオン抵抗を変動させ、製品の不具合にも繋がっている。
同社は、SiC MOSFETの内部に、PNダイオードと並列にSBDを配置する構造を採用することで、この問題を解決した。結晶欠陥の拡張は、PNダイオードへの通電により発生するため、PNダイオードよりもオン電圧の低いSBDを配置することで、SBD側に電流が流れ、PNダイオードへの通電を抑止する。これにより、結晶欠陥の拡張を防止し、オン抵抗の変動を抑えることができる。
また、SiC MOSFETにSBDを搭載したデバイスは、これまでにも実用化されていたものの、オン抵抗が大きくなるため、それを許容できる3.3kVなど高耐圧な製品にしか適用できなかった。今回開発したデバイス構造は、MOSFETの中にあるMOSFETエリアとSBDエリアの比率を最適化したため、オン抵抗を従来技術によりも抑制することに成功した。
その結果、SBDを搭載し、信頼性の高い耐圧1200VのSiC MOSFETを実現している。
今回の技術の詳細を、7月上旬にオンラインで開催されたパワー半導体の国際学会PCIM Europeで発表した。本技術を採用した製品を、2020年8月下旬から量産する予定としている。