51探花

【本学研究者情报】

〇金属材料研究所／未来科学技术共同研究センター　教授　吉川彰

【概要】

東北大学発ベンチャーである株式会社FOX?代表取締役?小野寺晃、株式会社 C＆A?代表取締役、国立大学法人東北大学未来科学技術共同研究センター?教授?鎌田圭、国立大学法人東北大学?金属材料研究所?吉川彰教授（東北大学未来科学技術共同研究センター兼務）、国立大学法人三重大学?半導体?デジタル未来創造センター?姚永昭教授はこの度、貴金属を全く使用しない新規結晶育成手法 Oxide Crystal growth from Cold Crucible (OCCC) method を用いて、次世代のパワー半導体として期待される、実用サイズとして十分な直胴部を有する3.5インチ径の酸化ガリウム結晶の作製に成功しました。

従来の結晶育成手法では、融液を保持するるつぼやヒーター部材に貴金属であるイリジウム(約 4 万円/g, 2026 年 6 月相場)を使用していたため、①結晶のコスト低減が非常に困難、②低酸素分圧雰囲気由来のマイクロ?ナノボイド等の欠陥が生じる、などの問題がありました。本開発では、OCCC法結晶製造装置?高周波発振装置の改良や、独自の自動結晶形状制御ソフトウェアの開発により、種結晶からのスムーズな結晶径の拡大可能とする形状制御を確立することで、貴金属るつぼ?部材を一切用いることなく、高酸素分圧雰囲気を適用することで、高品質な酸化ガリウムバルク単結晶を製造する技術の開発に成功しました。

今后、本成果により欠陥の少ない高品质?大口径の酸化ガリウムを用いた高効率パワー半导体?高周波デバイスの开発と普及が加速し、急速に拡大するデータセンター、再生可能エネルギー设备、送配电机器、蓄电池などの电力変换効率向上や、高耐圧?高出力?高効率が必要な搁贵／ミリ波／将来6骋周辺の电源?送信系デバイスの実现に贡献することが期待されます。これにより、本技术がエネルギー消费の削减や脱炭素社会の実现に寄与し、次世代半导体产业の研究开発基盘となることを目指します。

なお、この成果は狈贰顿翱（国立研究开発法人新エネルギー?产业技术総合开発机构）「ディープテック?スタートアップ支援事业」、「脱炭素社会実现に向けた省エネルギー技术の研究开発?社会実装促进プログラム」、「官民による若手研究者発掘支援事业费」、および文部科学省「革新的パワーエレクトロニクス创出基盘技术开発事业」、科学研究费助成事业として「日本の半导体产业再兴への　道を拓く酸化ガリウムの新规バルク単结晶成长法の开発」「融液成长の限界を超越する新规るつぼフリー成长法による骋补2翱3の成长と欠陥评価）」の助成事业の结果得られたものです。

開発技術の詳細は米国メリーランドで開催される国際会議 International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials（IWGO2026） において、2026年8月4日（現地時間）に発表します。

図 1 : OCCC法を用いた自動結晶育成システムの構成

【论文情报】

タイトル：Bulk Single Crystal Growth of β-Ga?O? with Automatic Diameter Control System Specialized
for the OCCC Method
著者：Masanori Kitahara, Taketoshi Tomida, Vladimir Kochurikhin, Gushchina Liudmila, Yasuhiro Shoji,
Kei Kamada, Koichi Kakimoto, Akira Yoshikawa
*責任著者：東北大学 金属材料研究所（兼务　未来科学技术共同研究センター）　教授　吉川　彰
国际会议：

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学金属材料研究所
（兼务　未来科学技术共同研究センター）
教授　吉川　彰
TEL: 022-215-2217
Email: akira.yoshikawa.d8*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学未来科学技术共同研究センター　広报
TEL: 022-75-4004
Email: niche-pr*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）