研究開発された技術紹介

従来のサイラトロン(真空管)の代わりに、8KV以上の耐圧を有する半導体スイッチ(SIサイリスタ等)を開発し、このスイッチを使用した長寿命の高電圧パルス電源を開発し、これでマイクロトロンを使用した電子線滅菌装置を駆動可能とする。従来、電子線滅菌装置はベルギーのロードトロンが市場を独占してきたが、ロードトロンに比べ、出力可変、低コスト、高効率、小型の国産・工業用電子加速器を実現を目指す。

・SIサイリスタの開発は、開発目標の100%達成はできなかったが、耐電圧7.6kV、ピーク電流5kAの単発動作と6kV、600Aで500Hzの繰り返し動作の確認ができた
・高電圧パルス電源の開発については、電源のモジュール化、光ファイバーの活用・油絶縁冷却による小型化、サイリスタを使用した1kHz動作が確認できた

・チップ試作については平成29年度の試作で問題であった実装時の耐圧不良(電極ショート不良)は解消されるとともに、入力端子の逆電圧を16V増加することに成功した。そして耐電圧7.5kV(at6Hz)で特性オン抵抗132Ωcm2、ターンオン性能は2.65kV,3290Aの条件にて450nsの成果を得た。これらの成果は当初の目標には達しなかったが昨年同様、SiCの理論限界に迫る低損失、高耐圧性能で有り、ターンオン性能においても1チップにて3000A以上で500ns以下の極めて高速性能を達成した。またAlN基板を用い、試作チップに対し100A程度の静的な導通特性を測定した結果、約30mΩの低いオン抵抗が観察され、開発したサイリスタの低損失性能が裏付けられた
・パルス電源の試作については、開発目標である、120kV、100A、10μs、1kHzのそれぞれの目標値を超える性能を達成し、さらには、マイクロトロン設備に対し、既設の電源を本開発の電源と置換え、動作試験、評価・検証を実施し、今回開発した半導体を使用した高電圧パルス電源で、既設電源と同等以上の動作をすることを確認し、実負荷に対して問題なく使用できることを確認した

医療器具用、食品用(海外)等大部分の滅菌

事業化に向けて、電子線加速器と接続してのパルス電源のシステム試験において、現場搬入、据え付け、配線、試験の各段階で金属技研株式会社の現場スタッフに多大なご協力を頂いた。今回開発したパルス電源の有望顧客である金属技研株式会社との友好な協力関係を深め、事業化に向けた一歩を踏み出すことが出来た。平成31年度よりサンプルの出荷・評価、製品等の生産・販売を行う。平成31年度半ばから追加研究、設備投資を開始

・エネルギー、出力が可変
・従来の5分の1のコスト
・装置サイズ小

半導体デバイス（ＳＩサイリスタ）の商品化にはまだ継続開発が必要。ＭＯＳゲートサイリスタを使ったシステムは既に完成しており、積極的に拡販に向けて学会、国際会議などでＰＲを進めていく。

特性のばらつきが大きく、歩留まりが悪い