両面マルチゲートIGBTにおける制御遅延の短縮に向けた裏面ゲートによるキャリアー低減の制御

カテゴリ：研究会(論文単位)

論文No：EDD25086,SPC25218

グループ名：【C】電子・情報・システム部門 電子デバイス/【D】産業応用部門 半導体電力変換合同研究会

発行日：2025/10/20

タイトル(英語)：Control of carrier reduction by the back gate to reduce control delay in Single-back and Double-front multi Gate-controlled IGBT

著者名：山本 崇人(東芝),小林 勇介(東芝),大橋 輝之(東芝),坂野 竜則(東芝),井口 智明(東芝),末代 知子(東芝デバイス＆ストレージ),下條 亮平(東芝デバイス＆ストレージ),福井 宗利(東京大学),更屋 拓哉(東京大学),伊藤 一夫(東京大学),高倉 俊彦(東京大学),鈴木 慎一(東京大学),平本 俊郎(東京大学)

著者名(英語)： Takato Yamamoto(Toshiba Corporation),Yusuke Kobayashi(Toshiba Corporation),Teruyuki Ohashi(Toshiba Corporation),Tatsunori Sakano(Toshiba Corporation),Tomoaki Inokuchi(Toshiba Corporation),Tomoko Matsudai(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Ryohei Gejo(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Munetoshi Fukui(The University of Tokyo),Takuya Saraya(The University of Tokyo),Kazuo Itou(The University of Tokyo),Toshihiko Takakura(The University of Tokyo),Shinichi Suzuki(The University of Tokyo),Toshiro Hiramoto(The University of Tokyo)

キーワード：ＩＧＢＴ,マルチゲート,両面ゲート,ターンオフ損失,ゲート制御,注入効率,IGBT,Multi gate,Double side gate,Turn-off loss,Gate control,Injection efficiency

要約(日本語)：両面に独立制御ゲートを設けた4.5kV級両面マルチゲートIGBTは、ターンオフ直前の制御ゲート動作にて蓄積キャリアを減らしターンオフ損失を低減できる。ターンオフの際のゲート制御の時間差、いわゆる制御遅延は応用上短い方が好ましい。本研究では裏面ゲート領域のチャネル抵抗調整によりキャリアの低減量と時間を制御できることを示した。キャリア低減を強めることで、制御遅延ゼロでターンオフ損失を53%低減できる。

要約(英語)：4.5kV-class Single-back and Double-front multi Gate-controlled IGBTs (SDG-IGBTs), which incorporate a main gate (MG), a control gate (CG) on the frontside, and a back gate (BG) on the backside, can decrease Eoff by reducing stored carriers via the CG and BG just before turn-off. Minimizing control delay - defined as the time between MG and CG/BG control - is desirable for high-frequency power electronics applications. This study demonstrates that carrier reduction by the BG can be adjusted through the BG channel resistance. Enhanced carrier reduction enables a 53% Eoff reduction even with zero control delay.

本誌：2025年10月23日-2025年10月24日電子デバイス/半導体電力変換合同研究会-2

本誌掲載ページ：67-72p

原稿種別：日本語

PDFファイルサイズ：2,270Kバイト