日研究团队开发出高质量2英寸GaN芯片和MOSFET

日本三菱化学及富士电机、丰田中央研究所、京都大学、产业技术综合研究所的联合团队成功解决了在氮化镓(GaN)芯片上形成GaN元件功率半导体关键技术。GaN功率半导体是碳化硅功率半导体的下一代技术。日本通过发光二极管的开发积累了GaN元件技术，GaN芯片生产量占据世界最高份额。若做到现有技术的实用化，将处于世界优势地位。

功率半导体有利于家电、汽车、电车等的节能，产业需求很大。GaN功率半导体中，硅基板上形成横型GaN系的高电子迁移率晶体管等设备已经量产，但是，GaN基板上形成GaN的金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)高性能设备的研究刚刚起步。美国也在积极研究，世界开发竞争激烈。

日联合团队制作了高质量2英寸GaN芯片和MOSFET。三菱化学面向功率半导体改良了GaN芯片量产技术“氨热热法”。优化晶体成长条件，将芯片平均缺陷密度，减少到以往的数百分之一、每1平方厘米数千个水平。他们2018年度目标是使缺陷进一步降低1位数以上，实现4英寸大尺寸芯片。

富士电机等制作的MOSFET，元件性能指标之一的移动度比碳化硅功率半导体高，确保了实际工作所必要的正阈值电压。GaN的MOSFET兼有这些特性为首例。丰田中央研究所通过新离子注入法试制成功了GaN的pn结。

“新一代功率电子工业”为日内阁府发展战略性创新创造计划的一环。今后，日研究团队将从芯片到元件形成、加工技术、基础物性的解读等各个方面入手，检验其实用性，特别要将元件纵型制作，以便通过大电流。