三菱電機が実証したGaN基板トランジスタの新たな性能向上

三菱電機が実証した周波数分散抑制技術

三菱電機株式会社は、窒化ガリウム（GaN）基板を用いた新型高周波トランジスタの開発において、世界初の成果を挙げました。この研究では、GaN基板上に設けたGaNエピタキシャル層が結晶欠陥の影響を受けることを解明し、周波数分散の抑制が可能であることを実証しました。これにより、GaNトランジスタの性能が大幅に向上し、高周波機器の小型化や省エネが期待されています。

背景：GaNトランジスタの重要性

近年、産業界では高出力かつ高効率のGaNトランジスタの需要が急増しています。特に、廃プラスチックのリサイクルや5G/6G基地局、レーダーシステムといった分野では、GaNトランジスタの採用が進んでいます。従来はSiC基板上での成膜が主流でしたが、この方法では結晶欠陥が多く、周波数に応じてデバイスの動作が不安定になるという問題がありました。

GaN基板による周波数分散抑制

今回の研究では、日本企業が得意とするGaN基板を用いることで、結晶欠陥に起因する周波数分散の抑制を実現しました。新しい回路解析手法を用い、これまで問題とされていた高周波動作中の結晶欠陥がもたらす影響を明らかにしました。これにより、従来のSiC基板上で発生する問題点を克服し、デバイスの安定性を向上させることに成功しました。

技術の特徴

- 世界初の周波数分散抑制技術を実証
- GaN基板の使用による結晶性の改善
- 回路設計の簡素化による電力効率の向上

今後の展望

この技術を基に、GaNトランジスタのさらなる高出力化や高効率化を目指します。これにより、産業用マイクロ波加熱システムや通信機器、レーダーシステムなど多岐にわたる分野での応用が期待されます。2030年を目標に、社会への実装が進められる予定です。

発表情報

この研究成果は、2023年11月8日から13日まで熊本城ホールで開催される「International Workshop on Nitride Semiconductors 2026（IWN2026）」で発表される予定です。参加者にとっては、最新のトランジスタ技術の進展を直接見る機会となり、産業界の発展に寄与する情報が提供されるでしょう。