三菱電機株式会社は、GaN基板上にGaNエピタキシャル層を成膜した高周波トランジスタで、結晶欠陥に起因する周波数分散の影響を解明し、大幅に抑制できることを実証しました。従来は熱特性に優れるSiC基板が主流でしたが、材料の違いにより成膜時の結晶欠陥が避けられず、周波数によって電流値が変動する周波数分散が課題とされてきました。今回の成果により、GaN本来の高い性能を安定的に引き出すことが可能になり、産業用マイクロ波加熱システムや5Gや6G基地局、レーダーなど高周波機器の小型化と省電力化に貢献します。取り組みでは、欠陥応答を取り入れた新たな回路解析手法を用い、結晶欠陥が周波数分散に与える影響をデバイス特性評価の中で解明した点が特徴です。GaN基板を採用したことで周波数特性がフラットになり、必須だった複雑なデジタル補正回路の簡素化が可能になるとしています。本開発は環境省の委託事業の一環として実施され、詳細は11月8日から13日に熊本城ホールで開催されるIWN2026で発表予定です。
三菱電機株式会社は、自社調べとしてGaN基板での周波数分散抑制の実証が世界初であるとしています。背景には、高出力で高効率なGaNトランジスタの需要が急速に拡大していることがあり、ケミカルリサイクルに用いられる産業用マイクロ波加熱や通信分野での装置性能の向上が求められてきました。これまでのSiC基板方式では結晶欠陥が電子の移動を妨げ、デバイス動作の不安定化や電力ロスの増大、システムの大型化につながっていました。GaNそのものを基板としてハンドリングする採用により、材料整合性の観点から欠陥由来の影響を抑えやすくしたことがポイントです。成果により、補正回路の削減による部品点数や基板面積の縮小が見込まれ、システム設計の自由度と効率の両立が期待されます。今回の発表は高効率GaN系トランジスタの技術開発を進める取り組みの一里塚として位置づけられます。
詳しくは「三菱電機株式会社」の公式ページまで。レポート／DXマガジン編集部
