日本將在2016啟動GaN開發項目

　　日本文部科學?。ê喎Q“文科省”）將于2016年度內啟動名為“有助于實現節能社會的新一代半導體研究開發”的GaN功率元件開發項目。相關負責人介紹說，“這是文科省的第一個電子元器件項目”。該項目的核心力量是2014年諾貝爾物理學獎得主——名古屋大學的天野浩教授領導的研發小組。項目為期5年，第一年（2016年度）的預算為10億日元。

　　天野教授2014年因發明藍色LED而獲得諾貝爾物理學獎，據介紹，這也是設立該項目的一個契機。在日本內閣府和經濟產業省都有新一代功率半導體研發項目的情況下，“此項目的特點是瞄準（功率元件的）用途，回過頭去做GaN的基礎研究，解明其原理”（文科省負責人）。

　　分晶體、器件、評價3個研究領域

　　該項目設置了三大研究領域，第一是開發適合功率元件的高品質GaN晶體。這是該項目的核心。將以名古屋大學為中心，還有大阪大學及豐田中央研究所（豐田中研）等參加，項目負責人是天野教授。

　　在這個核心點上，為了制作缺陷少的高品質GaN晶體，將考慮確立在晶體生長過程中實時觀測情況，以解明缺陷機制和加以控制的技術。并且，還將通過新的晶體生長模擬來解明晶體生長過程及控制方法。目標是實現“第一性原理計算”、“熱力學分析”、“數值流體力學”3者無縫連接進行分析的“多物理場晶體生長模擬”。

　　第二是制作功率元件的“功率器件與系統領域”。這部分由曾在豐田中央研究所進行GaN類半導體元件研究、目前就職于名古屋大學的加地徹擔任負責人。有日本北海道大學、日本法政大學及豐田中研等參加。

　　第三是評價前兩個領域制成的晶體和功率元件的“評價基礎領域”。由日本物質材料研究機構的小出康夫擔任負責人。有東北大學、豐田合成及富士電機等參加。

　　2030年實現開關頻率1MHz以上、輸出功率100kVA以上

　　此次的項目瞄準2030年實用化，提出了5年后要達成的研究目標。2030年的實用化目標大致有兩方面。第一，實現開關頻率1MHz以上、且以100kVA以上的輸出功率工作的功率元件。打算主要通過在GaN基板上層疊GaN類半導體的“立式”元件來實現。

　　第二，實現在功率元件上集成控制電路等外圍電路的“智能功率器件”。設想主要通過橫式元件實現。

　　為了完成2030年的這些目標，5年后要達成的目標如下。

　　在晶體領域，不僅是要制作高品質的晶體，而是要制作適合功率元件的晶體。要明確晶體缺陷的發生機制，開發晶體生長模擬方法等。

　　在功率元件領域，將瞄準量產，開發能穩定制作該元件的技術。在評價領域，要制定肖特基結、PN結及MIS結等“基礎元件構造”的電氣評價標準，也就是“以制作TEG（TestElementGroup）為目標”（文科省負責人）。