A JST anuncia o desenvolvimento bem-sucedido de um dispositivo de crescimento de GaN em massa de alta qualidade com base no método THVPE, um tópico de desenvolvimento do Programa de transferência de tecnologia recém-estendido (NexTEP). O desenvolvimento para a aplicabilidade comercial foi realizado pela Divisão de Inovação e P&D da Taiyo Nippon Sanso de agosto de 2013 a março de 2019, com base na pesquisa do Professor Akinori Koukitsu, da Universidade de Agricultura e Tecnologia de Tóquio. A equipe de pesquisa desenvolveu um dispositivo de fabricação de cristal de GaN que atinge alta velocidade, alta qualidade, e crescimento contínuo.

O cristal de nitreto de gálio (GaN) é um semicondutor amplamente utilizado como um diodo emissor de luz azul, mas também é adequado para uso como um material de dispositivo de energia em equipamentos para operação de comutação de alta velocidade e alta tensão, aplicações de alta corrente. O cristal de GaN é muito superior ao cristal de silício, o material principal atual.

A maioria dos substratos de cristal de GaN usados ​​em dispositivos eletrônicos são fabricados usando o método Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE). É difícil produzir cristais de GaN espessos usando o método HVPE devido a distorções no cristal, e cristais de GaN são cultivados em um substrato heterogêneo de cristal semente, e repetidamente retirado em uma espessura de menos de 1 mm para uso. Por esta razão, a fabricação comercialmente prática de cristais de GaN não foi possível até agora com base no custo e na qualidade do cristal, particularmente à luz do pré e pós-trabalho exigido no processo, como limpar o forno.

A Taiyo Nippon Sanso avançou no método HVPE para desenvolver um sistema de produção de cristal de GaN que atinge alta velocidade, alta qualidade, crescimento contínuo através do método Tri-halide Vapor Phase Epitaxy (THVPE) utilizando um sistema de reação de tricloreto de gálio-amônia. O método THVPE consegue formar cristais de alta qualidade a uma taxa de crescimento de alta velocidade três vezes mais rápida do que os métodos convencionais atuais, com apenas um quinto da taxa atual de defeitos de deslocamento.

O novo método THVPE também oferece muitas vantagens de custo em relação às técnicas atuais, como tubo de vidro de quartzo não deteriorado como o reator, impedindo a redução da área de crescimento do cristal, e reduzindo a ocorrência de policristais desnecessários.

Se a técnica THVPE puder ser desenvolvida para alcançar a produção de cristais de GaN espessos, permitirá a produção em massa de substratos de cristal de GaN por meio de fatiamento. A nova técnica é uma forte promessa de alcançar um avanço no desenvolvimento de produtos de baixo custo, dispositivos GaN de alto desempenho.