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摘 要：在如今的脱碳时代，功率半导体能够为提高能源效率以及节约能源做出贡献。由田村制作所和AGC等出资成立的初创企业Novel Crystal Technology宣布，开发出可实用于功率半导体的新型氧化镓材料。
关键字：功率半导体、氧化镓、晶圆材料、高性能半导体、脱碳
世界各地的所有电气设备中都安装有功率半导体，包括家电、智能手机、汽车以及工业机器等，用于控制电压和电流。在脱碳时代，功率半导体的重要性愈发凸显。
功率半导体的最重要的指标是能量效率。其原因在于，在进行电压和电流转换的功率半导体内部会不可避免地产生半导体引起的能量损耗（电力损耗）。该能量损耗越小，电气设备的耗电量就越少，即能量效率越高。
目前主流的硅基功率半导体，由于小型化和晶圆直径的增大，性能已接近极限，需要寻求新的突破。
最近，日本连续宣布在功率半导体方面取得的突破，在材料方面开发出氧化镓、氮化镓、以及下一代绝缘栅双极晶体管（IGBT）。
本文将介绍使用最受关注的氧化镓的功率半导体。
本次，由田村制作所和AGC等出资成立的初创企业Novel Crystal Technology发现了利用氧化镓材料的功率半导体。
由田村制作所、日本信息通信研究机构（NICT）、以及东京农工大学为核心成员组成的研究小组主导氧化镓的研发，其研究成果由Novel Crystal Technology付诸实践。
下面将介绍基本半导体的制作工艺。
半导体中，通过蚀刻等方法将电路写在从晶锭中切割出来的晶圆上。也就是说，电路写入晶圆的紧密程度（加工难易度），以及晶圆本身的电气特性将在很大程度上影响半导体的性能。
当前主流的晶圆材料是硅。本次发表的以氧化镓为晶圆材料的半导体具有优于硅的良好特性，例如易于加工、导电性优异等。
但面临的问题是氧化镓晶圆的尺寸。Novel Crystal Technology在2019年成功开发出直径为2英寸（50.8mm）的高品质氧化镓外延晶圆片1）（以下“外延片”）。然而，利用2英寸晶圆的设备的制造成本过高，也没有量产线，因而此前氧化镓晶圆的用途仅限于研究开发。虽然是一种理想材料，但很难实际用于产品。
但是，Novel Crystal Technology在6月16日的发表中表示已经解决了该问题。
Novel Crystal Technology应用此前积累的用于提高2英寸外延片品质的技术，开发出一种100mm外延成膜装置。由此，可以制造并销售直径为100mm的高品质氧化镓外延片。
客户企业拥有利用100mm晶圆的现有设备。也就是说，客户无需投资新的设备，即可在量产线上生产氧化镓功率半导体。
