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

　　功率半導(dǎo)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(dǎo)體中，硅基板上形成橫型GaN系的高電子遷移率晶體管等設(shè)備已經(jīng)量產(chǎn)，但是，GaN基板上形成GaN的金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)高性能設(shè)備的研究剛剛起步。美國(guó)也在積極研究，世界開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)激烈。

　　日聯(lián)合團(tuán)隊(duì)制作了高質(zhì)量2英寸GaN芯片和MOSFET。三菱化學(xué)面向功率半導(dǎo)體改良了GaN芯片量產(chǎn)技術(shù)“氨熱熱法”。優(yōu)化晶體成長(zhǎng)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(gè)水平。他們2018年度目標(biāo)是使缺陷進(jìn)一步降低1位數(shù)以上，實(shí)現(xiàn)4英寸大尺寸芯片。

　　富士電機(jī)等制作的MOSFET，元件性能指標(biāo)之一的移動(dòng)度比碳化硅功率半導(dǎo)體高，確保了實(shí)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(jié)。

　　“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(jì)劃的一環(huán)。今后，日研究團(tuán)隊(duì)將從芯片到元件形成、加工技術(shù)、基礎(chǔ)物性的解讀等各個(gè)方面入手，檢驗(yàn)其實(shí)用性，特別要將元件縱型制作，以便通過大電流。