東北大学 マテリアル･イノベーション･センター

次世代パワー半導体材料として注目されている酸化ガリウムの単結晶基板を2、3年以内に実用化するため、貴金属ルツボフリーの革新的な結晶育成技術であるスカルメルト＋CZ法を開発し、高品質で低コストな大口径結晶製造を行う。

本技術は、誘導加熱により原料中心部を直接加熱することで、中心部だけを融液化し、周辺部の溶け残った原料をルツボの代わりとすることで、貴金属ルツボを使用することなく結晶育成をする。特徴はルツボの制約を受けず、融点,結晶サイズ,雰囲気ガスの制約がないことある。これにより、高酸素分圧下にて育成可能で酸素欠損を大幅に低減でき、低コストでかつ高品質な単結晶製造に道が拓ける。本技術はGAGGなどの既存の酸化物シンチレータにおいても期待される効果であり、国内の医療機器メーカーや海外の環境モニタリング機器メーカーらとの共同研究が開始している。