"酸化ガリウム（Ga2O3）トランジスタ"を世界で初めて実現！

本研究の一部は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)からの委託事業である、平成23年度「省エネルギー革新技術開発事業 挑戦研究（事前研究一体型）/研究課題名：超高耐圧酸化ガリウムパワーデバイスの研究開発」により実施致しました。

今回、新ワイドギャップ半導体材料である「酸化ガリウム」を用いたトランジスタの開発に成功したことによって、次世代高性能パワーデバイス実現への可能性が開けました。今後、その優れた物性を生かした酸化ガリウムデバイスに関する研究開発が世界的に広がると予想されます。高性能酸化ガリウムパワーデバイスは、グローバルな課題である省エネ問題に対して直接貢献するとともに、日本発の新たな半導体産業の創出という経済面での貢献も併せて期待されます。近い将来、送配電、鉄道といった高耐圧から、電気、ハイブリッド自動車応用などの中耐圧、更にはエアコン、冷蔵庫といった家電機器などで用いられる低耐圧分野も含めた非常に幅広い領域での応用が見込まれます。

半導体の材料特性を決める最も基本的なパラメーターである「バンドギャップ」が大きい半導体の総称。代表的なワイドギャップ半導体としては、シリコンカーバイド(SiC)、窒化ガリウム(GaN)、酸化亜鉛(ZnO)などが挙げられる。電子デバイスに応用する場合、高耐圧、高出力、低損失などのパワーデバイスに適した特性を示す。そのため、現在シリコン(Si)に替わる次世代パワーデバイス材料として盛んに研究開発が進められている。

酸化ガリウムは、ガリウム(Ga)と酸素(O)の化学量論比2:3 の化合物で、化学式Ga2O3 で表される半導体。結晶構 造として、α,β,γ,δ,εの5 つの異なる形が存在することが知られている。それらの中でも、最も安定な構造である β-Ga2O3 のバンドギャップは室温で4.8-4.9 eV（電子ボルト）。

電界効果トランジスタ (Field Effect Transistor, FET)は、ゲート電極に電圧をかけることで、チャネルの電界による電子又は正孔の流れに関門（ゲート）を設ける原理で、ソース—ドレイン端子間の電流を制御するタイプのトランジスタ。

パワーデバイスは、電力機器向けの半導体素子の総称。その構造は電力制御用に最適化されており、パワーエレクトロニクスの中心となる電子部品。家庭用電化製品やコンピュータなどに使われている半導体素子に比べて、高電圧、大電流を扱えることが特徴。

シリコンカーバイドは、ケイ素（Si）と炭素（C）の1:1 の化合物で、化学式SiC で表される半導体。バンドギャップは室温で3.3 eV（電子ボルト）である。その大きなバンドギャップから、現在次世代パワーデバイス材料として活発に研究開発が進められている。

窒化ガリウムは、ガリウム(Ga)と窒素(N)の1:1 の化合物で、化学式GaN で表される半導体。そのバンドギャップは室温で3.4 eV（電子ボルト）と大きい。現在、主に青色発光ダイオード、レーザーダイオード等の発光デバイスの材料として用いられている。また、電子デバイスとしても、昨今SiC と同様にパワーデバイス用途での研究開発が活発に進められている。

半導体、絶縁体において、電子が占有する最も高いエネルギーバンドである価電子帯の頂上と、最も低い空のバンドに相当する伝導帯の底までのエネルギー差。材料物性を決める最も基本的なパラメーターの一つ。

MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor)は、電界効果トランジスタの一種。ショットキー接合性の金属をゲートとして半導体上に形成した構造を持つ。一般にMESFET は、化合物半導体（GaAs, InP, SiC等）で利用され、Si MOSFET と比較して高性能であることから、各種の高周波素子に利用されている。

材料を溶融しながら単結晶化を行うゾーンメルト（融液成長）法の一種。半導体基板を作製するための元となるインゴットを引き上げるのに使われる。