「酸化ガリウム」からはじまる日本の半導体産業“大復活”

001 2020/01/06(月) 20:52:32 ID:rbcefhEeOU

　次世代の半導体「酸化ガリウム(Ga2O3)」が、急激に脚光を浴びはじめた。パワーデバイスの分野では、シリコン(Si)の限界を超える半導体材料の有力候補となりつつある。

　酸化ガリウムが注目を集めている理由はおもに3つ。1つは、デバイスや基板などの研究開発で日本が圧倒的に先行していること。もう1つは、パワーデバイスとしての理論的な性能がシリコンよりも圧倒的に高く、炭化ケイ素と窒化ガリウムをも超えること。最後は、製造コストをシリコンのパワーデバイスに近い水準まで、下げられる可能性があることだ。

　興味深いのは、酸化ガリウムのパワーデバイス応用を考案して研究開発をはじめたのが、既存の大手・中堅パワー半導体企業ではないことだ。すなわち三菱電機や富士電機、日立パワーデバイス、東芝デバイス&ストレージ、ローム、サンケン電気、新電元工業などではない。

　パワーデバイス向け酸化ガリウムの研究開発は、国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT : National Institute of Information and Communications Technology)の東脇正高(ひがしわきまさたか)氏と京都大学の藤田静雄(ふじたしずお)教授、タムラ製作所の倉又朗人(くらまたあきと)氏の3名からはじまったと見られる。

　次に、酸化ガリウムの理論的な性能、すなわち将来への期待について説明しよう。パワーデバイスの理論的な性能を定量的に評価する指数(性能指数)を比較すると、酸化ガリウムはシリコンの3,000倍、炭化ケイ素の6倍、窒化ガリウムの3倍と高い。これは、パワーデバイスの理論的な性能整数として最近ではひんぱんに使われている「バリガの性能指数((Baliga’s FOM(Figure of Merits))」で評価した値である。

　最後に3番目の注目部分である、製造コストを下げられる可能性について簡単にご説明しよう。パワーデバイスは一般の半導体デバイスに比べ、デバイスの製造コストに占める基板(ウェハ)の割合が大きい。ウェハのコスト(単位面積当たり)がもっとも低いのは当然ながらシリコンである。平方cm(100平方mm)当たりの基板コストは100円に満たないとされる。
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/semicon/1220487.ht...