名古屋大学と旭化成、高性能窒化アルミニウムHEMTを開発

名古屋大学と旭化成は、次世代半導体分野で重要なブレークスルーを発表しました。共同研究により、窒化アルミニウム基板上での窒化アルミニウム/窒化ガリウム/窒化アルミニウム高電子移動度トランジスタ（HEMT）のヘテロ構造を整合成長させることに成功しました。この開発は高周波電子機器向け材料科学における画期的な転機を示しています。

この成果の中核は材料特性にあります。従来、窒化ガリウムデバイスは炭化ケイ素またはシリコン基板上で成長されることが一般的でしたが、新しいアプローチでは窒化アルミニウム基板を用いています。研究チームは、この構造が従来の窒化ガリウムHEMTと比較して破壊電圧特性を2倍以上に改善することを実証しました。さらに、デバイスは低い電気抵抗を示し、高電圧動作時に一時的に電流が低下する一般的な問題であるカレントコラプスを効果的に抑制します。

なぜ窒化アルミニウムが重要なのか？材料として窒化アルミニウムは炭化ケイ素や窒化ガリウムよりも広いバンドギャップを有します。非常に高い破壊電界と優れた熱伝導性を提供し、高出力用途での熱散逸にとって重要です。加えて、その結晶格子は窒化ガリウムと良く整合するため、高品質な層成長が可能になります。

この技術的飛躍は、6Gインフラなどの高度な通信システムや次世代レーダーシステムで使用される高周波デバイスの性能に大きく寄与すると期待されています。窒化アルミニウムの優れた絶縁性と熱特性を活用することで、エンジニアは通信分野における出力と効率の限界をさらに押し広げることが可能になります。