不同用途的半導(dǎo)體在混合動力車配備的半導(dǎo)體中所占的比例。從按面積計(jì)算的使用量來看，高檔車“LS600h”和量販車“普銳斯”的功率半導(dǎo)體均占1/4的比例。（該圖來源于豐田）

為了降低SiC功率半導(dǎo)體的成本，豐田在開發(fā)芯片面積較小的元件構(gòu)造。這是一種在垂直方向形成晶體管柵電極的溝道構(gòu)造（圖4）。據(jù)稱試制的晶體管以4?～5?m的間距形成，今后還將進(jìn)一步縮小。溝道構(gòu)造在硅晶體管中比較普遍，而采用這種構(gòu)造的SiC產(chǎn)品，各企業(yè)都還在開發(fā)之中。SiC比硅堅(jiān)硬，很難在短時間內(nèi)加工出深溝。估計(jì)該公司還會推進(jìn)加工溝道所需高速蝕刻技術(shù)的開發(fā)。

圖4 開發(fā)出有助于降低成本的元件構(gòu)造

不同種類功率半導(dǎo)體元件的截面。此次的開發(fā)品是可使芯片面積與硅產(chǎn)品同等的SiC溝道型。（該圖來源于豐田）

SiC功率半導(dǎo)體的實(shí)用化還存在其他課題。要使SiC功率半導(dǎo)體在250℃的高溫下依然能夠發(fā)揮半導(dǎo)體的功能，還需要找到與只能在一百幾十℃以下運(yùn)行的硅產(chǎn)品相異的最佳工作溫度。豐田認(rèn)為200～250℃之間存在最佳溫度點(diǎn)。另外，還需要找到可在該工作溫度下使用的封裝材料。

另外，低損耗功率半導(dǎo)體材料除了SiC以外，還有GaN。據(jù)豐田介紹，該公司認(rèn)為SiC比較適合用于處理大電流（驅(qū)動用馬達(dá)等）的半導(dǎo)體用途，因此目前并未考慮GaN。至于GaN半導(dǎo)體，豐田似乎正在探索將其用于汽車電源周邊元器件的可能性。（作者：三宅 常之，日經(jīng)技術(shù)在線！供稿）