日研究團隊制作了高質量2英寸GaN芯片和MOSFET

　　日本三菱化學及富士電機、豐田中央研究所、京都大學、產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所的聯(lián)合團隊成功解決了在氮化鎵(GaN)芯片上形成GaN元件功率半導體關鍵技術。GaN功率半導體是碳化硅功率半導體的下一代技術。日本通過發(fā)光二極管的開發(fā)積累了GaN元件技術，GaN芯片生產(chǎn)量占據(jù)世界最高份額。若做到現(xiàn)有技術的實用化，將處于世界優(yōu)勢地位。

　　功率半導體有利于家電、汽車、電車等的節(jié)能，產(chǎn)業(yè)需求很大。GaN功率半導體中，硅基板上形成橫型GaN系的高電子遷移率晶體管等設備已經(jīng)量產(chǎn)，但是，GaN基板上形成GaN的金屬-氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)高性能設備的研究剛剛起步。美國也在積極研究，世界開發(fā)競爭激烈。

　　日聯(lián)合團隊制作了高質量2英寸GaN芯片和MOSFET。三菱化學面向功率半導體改良了GaN芯片量產(chǎn)技術“氨熱熱法”。優(yōu)化晶體成長條件，將芯片平均缺陷密度，減少到以往的數(shù)百分之一、每1平方厘米數(shù)千個水平。他們2018年度目標是使缺陷進一步降低1位數(shù)以上，實現(xiàn)4英寸大尺寸芯片。

　　富士電機等制作的MOSFET，元件性能指標之一的移動度比碳化硅功率半導體高，確保了實際工作所必要的正閾值電壓。GaN的MOSFET兼有這些特性為首例。豐田中央研究所通過新離子注入法試制成功了GaN的pn結。

　　“新一代功率電子工業(yè)”為日內(nèi)閣府發(fā)展戰(zhàn)略性創(chuàng)新創(chuàng)造計劃的一環(huán)。今后，日研究團隊將從芯片到元件形成、加工技術、基礎物性的解讀等各個方面入手，檢驗其實用性，特別要將元件縱型制作，以便通過大電流。