「SiC」と「GaN」のデバイス開発競争の行方は？（企業編）：知財で学ぶエレクトロニクス（4）（4/6 ページ）

電力関連の機器の省エネルギー化や小型化に役立つSiCデバイスとGaNデバイス。太陽光発電や電気自動車、家庭用電気製品など幅広い分野で役立つ。今回はデバイスの種類ごとに開発企業を調べ、それぞれ日本国内での特許出願状況を分析した。どの企業がどのようなデバイスに着目しているのかが、出願状況から分かってくる。

[菅田正夫，MONOist]

GaNデバイスの日本における特許出願状況

　住友電気工業は、2009年に縦型SBDに終端構造として窒化ケイ素（SiN_x）絶縁膜を用いたField Plate（FP）構造を取り込むと、「逆方向バイアス時のリーク電流の効果的抑制」と「FP長の増加による高耐圧化」が実現できることを公表^＊11）しており、そのことが図8の特許出願動向にも反映されています。

＊11） 住友電工の技術論文誌、SEIテクニカルレビュー（PDF）。

図8　GaN SBD関連の日本公開系特許出願件数の推移　（図のクリックで拡大）

GaN FETの出願状況

　古河電気工業は2009年6月に、富士電機アドバンストテクノロジー（富士電機ホールディングスの研究開発会社）と次世代パワーデバイス技術研究組合を設立^＊12）しており、2010年以降の特許出願については図8、図9の次世代パワーデバイス技術研究組合の特許出願に注目する必要があります。また、次世代パワーデバイス技術研究組合の2010年の特許出願件数は組合設立時期（2009年6月）から考え、組合設立以前の研究成果に基づくものである可能性が高いといえます。

　図9から、住友電気工業はGaN FET特許出願件数を段階的に増加させており、事業化に向けた意欲が高いと考えられます。

　住友電気工業はSiC基板上に形成された、無線通信用デバイスGaN HEMT（High Electron Mobility Transistor）をいち早く事業化しています。この技術開発の流れの中で、同社のパワー半導体デバイスへの取り組みが進められているため、横型構造に対する技術開発意欲が高いと考えられます。この技術開発成果として、2010年にノーマリーオフ型GaN FETの試作結果を公表^＊13）しています。

　古河電気工業は2009年に、ノーマリーオフ型GaN FETの試作結果を公表^＊14）しましたが、その技術開発の方向性は2006年ごろまでに定まったと考えられます。それまでの古河電気工業の特許出願件数が断続的であることから、技術開発に試行錯誤の時期があったと考えられます。

　なお、特許出願件数は少ないもののサンケン電気が2009年に、ノーマリーオフ型GaN FETとGaN SBDを融合した逆導通GaN FETを試作し、パワースイッチング素子として優れた特性を示すことを確認しています^＊15）。

＊12） 古河電気工業の発表資料：次世代パワーデバイス技術研究組合の設立について。

＊13） 住友電工の技術論文誌、SEIテクニカルレビュー（PDF）。この他に論文もある。Okada, Y. Saitoh, M. Yokoyama, K. Nakata, S. Yaegassi, K. Katayama,M. Ueno, M. Kiyama, T. Katsuyama and T. Nakamura“, Novel Vertical Heterojunction Field-Effect Transistors with Re-grown AlGaN/GaNTwo-Dimensional Electron Gas Channels on GaN Substrates”, Appl. Phys. Express 3, 054201（2010）

＊14） 古河電気工業の技術論文誌、古河電工時報（PDF）。

＊15） サンケン電気の技術論文誌、サンケン技報（PDF）。

図9　GaN FET関連の日本公開系特許出願件数の推移　（図のクリックで拡大）