在日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）的「戰略性節能技術創新專案」中致力於「β-Ga2O3（氧化鎵）SBD（肖特基阻障二極體）」產品化的Novel Crystal Technology公司（埼玉縣狹山市），開發出了安培級1200V耐壓氧化鎵SBD。NEDO與該公司於2021年12月24日發佈了這項全球首創的成果。詳細内容已於2021年12月15日發表在應用物理可用能學會發行的期刊《Applied Physics Express》的線上版上。
在2英寸晶圓上製作的安培級1200V耐壓氧化鎵肖特基阻障二極體的外觀照片（供圖：新能源產業技術綜合開發機構）
今後，該公司將透過NEDO的專案確立此次成功試製的1200V耐壓氧化鎵SBD的製造流程並評估其可靠性，目標是在2023年實施產品化。
同時，還將利用去年6月開始銷售的高品質氧化鎵100毫米磊晶晶圓，建設100毫米量產代工生產線。
氧化鎵與同樣作爲取代硅的高性能材料開發的碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）相比，可利用其優異的材料特性和低成本的晶體成長方法，製造低損耗、低成本的功率器件。
Novel Crystal Technology公司爲推進氧化鎵器件的產品化，從2017年開始在NEDO的「戰略性節能技術創新專案」的支援下致力於氧化鎵SBD的產品化開發工作。
此次透過並用研究試產線和代工廠，實施了使用2英寸晶圓的溝道型氧化鎵SBD的量產工藝，全球首次開發出安培級1200V耐壓的氧化鎵SBD。
今後，預計需要提高電壓和功耗的新一代快速充電器等可能會採用基於該開發成果的高耐壓氧化鎵SBD。
取得此次這項成果的背景是，Novel Crystal Technology的母公司田村製作所利用2011年度~2013年度的NEDO「節能創新技術發展專案/超高耐壓氧化鎵功率器件研究開發」專案的成果，於2015年成功開發出了全球首款功率器件用氧化鎵磊晶晶圓。
另外，還從2018年度開始在NEDO的資助專案「戰略性節能技術創新專案/安培級氧化鎵功率器件開發」中，一直在推動用於功率器件的氧化鎵SBD的實用化開發。
傳統上，氧化鎵SBD的大電流化開發一直使用工藝相對比較簡單的平面型結構，但平面型SBD由於漏電流較大，很難製作1200V耐壓的氧化鎵SBD。
爲此，該公司2017年對可將反向漏電流降至1000分之1的溝道型氧化鎵SBD成功實施了原理驗證，推進了耐壓的提高和大電流化。
另外，此次透過並用研究試產線和代工廠，開發出了2英寸晶圓量產工藝，成功試製了安培級1200V耐壓溝道型氧化鎵SBD。
這將使目前推進的採用100毫米代工生產線的量產工藝開發，以及安裝電路級別的1200V耐壓氧化鎵SBD的性能和可靠性評估成爲可能，將大大促進低損耗氧化鎵功率器件的產品化。
據預測，預計會利用該開發成果的中高耐壓高速二極體的市場規模2022年爲1200億日元，2030年將擴大至1500億日元（資料出自富士經濟「2021年版新一代功率器件＆功率電子相關設備的市場現狀與未來展望」），該公司計劃透過氧化鎵SBD涉足該市場。
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
