次世代半導体素材「窒化ガリウム」は社会をどう変えるか
コメント
注目のコメント
GaN on GaNが大事な理由はリーク電流の削減にあります。
一般的にある物質の基板の上に異なる物質の物を結晶成長させる場合 (今回の場合、Si基板やSiC基板上にGaNを結晶成長)、両物質の結晶構造や分子間距離が異なるため、一部歪に接合されます。それが電子 (いわゆる電気) をトラップする源となります。デバイス動作時にそこのトラップ源に電子が捕まり、リーク電流として思わぬ性能劣化につながるというわけです。
これが厄介なのが単純に接合面だけでなく、結晶成長させた側の基板の奥深くにまでトラップ源を発生させてしまいます。また、こういったトラップは根本的に出来てしまうため、熱処理でどうにかすることが基本的に難しいという困った点も有します。
そのため、性能向上のためには、そもそも綺麗な (高品質な) エピ層が必須であり、理想的には同物質での結晶成長であるというわけです。
現状、徐々にGaN基板の量産化の流れも出てきている (https://newswitch.jp/p/27632) ため、あともう少しすればGaNは安くなって来ると思います。20+年前ワタシがMEMSやってた頃、GaAsの次の素材としてパワー半導体への応用がｶﾞｸｼｬの間で騒がれてましたが、随分かかったんですねぇ 何が主原因だったんでしょう? ｸﾜｼｲ方ｵｼｴﾃ
追記
Komachi Junさんの仰るように、やっぱり大径インゴット量産技術がネックだったのですかねぇ あとはSi/SiC基盤用に設計した非パワーモジュールのGaN化の遅れとか?
追記オワリ高精度なＧａＮ結晶を生み出すことが可能な標準プロセスを企業に提供する前に、標準プロセスを使用する毎にお金が入って来る様な、サブスクリプションの仕組みを構築した方が良いと思う。
そのお金を資金として、研究開発を継続する仕組みを構築できないと、日本は利用されるだけで、量産工程で得る利益を海外に奪られて終わり。研究開発部門に若手が入って来なくなり、今の研究者が死んでしまったら、研究開発も途絶えると思う。
