酸化ガリウムは有望な次世代半導体材料ですが、実用化を妨げてきた大きな課題がありました：安定したp型制御の達成です。名古屋大学による最近のブレークスルーはこの状況を一変させ、重要なp型制御の確立に成功し、酸化ガリウムのパワー素子への広範な応用への道を開きました。
名古屋大学の研究チームは、この障壁を克服するために革新的な低温プラズマ技術を開発しました。彼らの手法は複数段階のプロセスで構成されています。まず、イオン注入により酸化ガリウム材料中にニッケル（Ni）を導入しました。次に、酸素ラジカル照射下で300°Cの熱処理を行い、重要なp型ドーパントである酸化ニッケル（NiO）の形成を促進しました。
最終かつ重要な工程は、酸素雰囲気下での950°Cの急速熱アニール（RTA）プロセスでした。この処理により酸化ニッケルが酸化ガリウムの結晶格子中にアクセプタとして効果的に組み込まれ、安定したp型領域の形成に成功しました。この手法は従来技術から大きく異なり、顕著な利点をもたらします。
研究者たちは成果を検証するために、この新技術を用いてpnダイオードを作製しました。結果は印象的で、プロトタイプ素子は従来法で作製した素子の2倍の電流を示しました。さらに重要なのは、このプロセスが高い再現性と安定性を示し、量産化や実用化にとって重要な要素を満たしている点です。
このブレークスルーは、酸化ガリウムパワー素子の実用化における基盤となることが期待されます。本技術は多様なパワー素子構造に適用可能であり、生産性の向上にも寄与します。安定してp型酸化ガリウムを作製できる能力は、高効率パワーエレクトロニクスの新たな可能性を切り開き、持続可能な未来にとって重要な役割を果たします。
