2026-07-28 東北大学
東北大学を中心とする研究グループは、貴金属を一切使用しない独自の結晶育成法「OCCC（Oxide Crystal Growth from Cold Crucible）法」を用い、世界で初めて3.5インチ級の酸化ガリウム（β-Ga₂O₃）バルク単結晶の育成に成功した。従来法では高価なイリジウム製るつぼが必要で、製造コストの高さや低酸素雰囲気による結晶欠陥が課題だった。研究では、OCCC法に対応した結晶育成装置、高周波発振装置、自動結晶径制御ソフトウェアを開発し、高酸素分圧下で欠陥の少ない大口径単結晶を安定的に育成できる技術を確立した。これにより、高品質かつ低コストな酸化ガリウム基板の量産が可能となり、2029年の実用化・量産開始を目指す。酸化ガリウムは次世代パワー半導体材料として期待されており、データセンター、再生可能エネルギー設備、送配電機器、高周波・6G通信デバイスなどの高効率化や省エネルギー化、脱炭素社会の実現に大きく貢献すると期待される。
図 1 : OCCC法を用いた自動結晶育成システムの構成
＜関連情報＞
OCCC法専用の自動直径制御システムを備えたβ-Ga₂O₃バルク単結晶の成長
Bulk Single Crystal Growth of β-Ga₂O₃ with Automatic Diameter Control System Specialized for the OCCC Method
Masanori Kitahara, Taketoshi Tomida, Vladimir Kochurikhin, Gushchina Liudmila, Yasuhiro Shoji,Kei Kamada, Koichi Kakimoto, Akira Yoshikawa
International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials（IWGO2026）
https://iwgo2026.avs.org/
