豊田合成は、1万V以上の耐圧を実現可能な、新たなデバイス構造による窒化ガリウム(GaN)ベースの横型GaNパワーデバイスを開発した。現在、パソコンのACアダプターやスマートフォンの急速充電器などで、GaNデバイスを利用した超小型製品が急激に普及してきている。開発した技術を使えば、電気自動車(EV)に搭載される車載充電器(OBC)や再生可能エネルギーの活用に欠かせないパワーコンディショナーなど、より高電圧で駆動するパワーエレクトロニクス機器の小型・軽量化を加速する可能性がある。
ワイドバンドギャップ(WBG)材料ベースのパワーデバイスの技術の進化が著しい。中でも、炭化ケイ素(SiC)など他のWBG材料にはない、多様なデバイス構造を実現可能な特徴を持つGaNにおいて、素子構造の技術革新が急速に進んでいる。GaNは、中低圧・高速動作に向く横型HEMTや高電圧・大電流への対応に向く縦型FET、さらにはLEDやレーザーデバイスなど光デバイスをも作ることができる。こうした中で豊田合成は、パワーデバイスの研究・開発を手掛けるパウデック(栃木県小山市)と共同で、1万V以上の耐圧を実現可能な、新たなデバイス構造によるGaNベースの横型パワーデバイスを開発した(図1)。