CINNO Research产业资讯，6月1日，东北大学多元物质科学研究所与日本制钢所株式会社和三菱化学株式会社合作，开发出LPAAT（Low-pressure acidic ammonothermal）制作法，可以大规模生产2英寸以上的高纯度氮化镓（GaN）结晶基板。

将电力转换为动力，或放大高频率电波等，像这样的提高电力转换效率的技术，需求旺盛。对此，替代传统的硅，采用碳化硅和GaN，金刚石等新材料生产电力控制功率晶体管技术，引起了人们的关注。

其中GaN，除了能带隙（bandgap）宽达3.4eV外，由于具有高绝缘断裂电场和快速饱和电子速度，因此有望应用于在高输出和高频下工作的纵型功率晶体管。另一方面，由于很难获得GaN晶体管的基础——GaN单结晶基板，因此过去很难制作出低泄漏电流并可靠的功率晶体管。

研究团队开发了新型LPAAT(LPAAT: Low-pressure acidic ammonothermal)方式，作为生产GaN单晶基板的方法。与已经实际应用的高压超临界流体氨（ammonia）的酸性ammonothermal法（SCAAT）相比，LPAAT方式晶体是在低压下生长，因此可以使用相对较小的晶体生长炉来大规模生产大型晶体。  

经确认，在SCAAT的GaN种子晶体上使用LPAAT法制作长度为2 inch的GaN单晶基板，对称/非对称表面的X线锁定曲线的半值全宽在28秒内的话，晶体镶嵌性不高，曲面半径约1.5km时，基板几乎不弯曲，晶体构造特性优良。 

此外，为了防止晶体生长炉的银和镍混杂进来，炉的内壁涂有银，以减少杂质。在进行低温光致发光测量时，还发现GaN激发粒子迁移产生的发光，实现了优良的结晶性能和高纯度。

使用LPAAT方法，在两种GaN晶体（HVPE、SCAAT）上制作的2inch尺寸的GaN单晶基板（左），以及晶体结构特性和光致发光光谱（右）

这次使用新开发的LPAAT方法，大口径且弯曲减少，并且可以制造出高纯度的GaN单晶基板，因此有望实现可靠的GaN纵型功率晶体管的实际应用。研究团队将这种方法应用于内径为120mm以上的大型熔炉，推进4英寸以上大口径的优良GaN基板的研究，并通过东北大学和筑波大学的特殊测量技术量化LPAAT方法制造的GaN单晶的电气特性，以提高性能。