窒化ガリウム
窒化ガリウム（GaN）は、ワイド・バンドギャップ（WBG）半導体の一種です。GaNはガリウム原子（III族、Z=31）1個と窒素原子（V族、Z=7）1個で形成される二元化合物で、六方晶系のウルツ鉱構造をとります。
窒化ガリウムの物性
STの窒化ガリウムの優位性
STのGaN HEMT（High Electron Mobility Transistor ： 高電子移動度トランジスタ）は、シリコン・ベースのトランジスタと比較して、高周波数動作、高効率、高出力密度を実現できるため、パワー・エレクトロニクスの進化に大きく貢献します。
AlGaN / GaN高電子移動度トランジスタ（HEMT）
性能
- 高密度の二次元電子ガス（2DEG）（濃度 : 約9x1012 cm-2）による低オン抵抗（Ron）
- 高バンドギャップ（3.4eV）による高い耐圧
- 空乏層を生じる接合部がないことによる低容量
メリット
- シリコンよりも優れたオン抵抗と高い動作周波数（高移動度による）
- 双方向性（回路トポロジによってメリットが得られる場合あり）
- ラテラル構造（パワー素子と制御回路の集積に最適）
GaN製品は、オン抵抗を犠牲にすることなくゲート電荷を低減できるため、低消費電力化とシステム全体の小型化を可能にします。
STとGaN
STは、1996年に、ワイド・バンドギャップ半導体であるSiC（炭化ケイ素）パワーMOSFETとSiCダイオードの開発を始めました。その後、STは主要サプライヤとなり、現在は、ワイド・バンドギャップ半導体によるパワー・デバイスのポートフォリオをGaN製品にまで拡充しています。
STは、初となるノーマリーオフ型の650V耐圧GaN HEMTを開発しました。2019年第3四半期に650V耐圧GaN HEMTの最初のサンプルを提供し、さらに2019年末までには100V耐圧の試作品を実現する予定です。
STのGaN製品は、航空宇宙、通信、産業機器といった多様な分野で、アダプタ（PC、携帯型機器、USB電源アダプタ、ワイヤレス充電器）、力率補正回路（PFC）サーバ、DC-DCコンバータなどの幅広い用途に対応します。
さらに、電気自動車向けオンボード・チャージャやマイルド･ハイブリッド車向けパワー･トレインなどの車載機器を対象としたGaN製品も開発しています。
