질화 갈륨(GaN)의 개발 역사
1986년,아마노 히로시가 사파이어 기판에 완충층을 도입해,GaN의 단결정 박막을 얻는 것에 성공했다.
1989년,아카사키 이사무와 아마노는Mg도핑과 전자선 조사에 의해 p형의 질화 갈륨을 얻고, pn접합의 청색 발광 다이오드를 실현했다.다만, GaN는 자외 발광이며 청색화할 필요가 있었다.또 전자선 조사는 실험적으로는 좋지만 양산화에는 향하지 않는다고 하는 과제도 있었다.
1992년,나카무라 슈우지등은 수소중의 열처리로p형 질화 갈륨을 얻을 수 있는 것을 발견했다.그 후, InGaN를 사용하는 것으로 청색화 되었다.
2014년, 청색 발광 다이오드의 발명에 의해, 아카사키, 아마노, 나카무라의 3명에 노벨 물리학상이 수여되었다.
「레이더-나 라디오 커뮤니케이션 시스템을 향한 고주파 디바이스는, GaN on GaN 기판을 채용하는 것으로, 새로운 고성능화를 기대할 수 있다」라고, 미츠비시 전기 첨단기술 종합 연구소 선진 기능 디바이스 기술부 주석 기사장의 야규 에이지씨는 말한다.동사는 환경성의 「령화 2년도 혁신적인 성 CO2 실현을 위한 부재나 소재의 사회 실장·보급 전개 가속화 사업」에 대해 「GaN계 반도체를 적용한 선박용 레이더-의 개발·검증」프로젝트에 임하고 있어 향후의 GaN 자립 기판에의 기대를 (들)물었다.
窒化ガリウム（GaN）の開発歴史
1986年、天野浩がサファイア基板に緩衝層を導入し、GaNの単結晶薄膜を得ることに成功した。
1989年、赤崎勇と天野はMgドーピングと電子線照射によりp型の窒化ガリウムを得て、pn接合の青色発光ダイオードを実現した。ただし、GaNは紫外発光であり青色化する必要があった。また電子線照射は実験的には良いが量産化には向かないという課題もあった。
1992年、中村修二らは水素中の熱処理でp型窒化ガリウムが得られることを発見した。その後、InGaNを使用することで青色化された。
2014年、青色発光ダイオードの発明により、赤崎、天野、中村の3名にノーベル物理学賞が授与された。
「レーダーや無線通信システムに向けた高周波デバイスは、GaN on GaN基板を採用することで、さらなる高性能化が期待できる」と、三菱電機 先端技術総合研究所 先進機能デバイス技術部 主席技師長の柳生栄治氏は語る。同社は環境省の「令和２年度 革新的な省CO2実現のための部材や素材の社会実装・普及展開加速化事業」において「GaN系半導体を適用した船舶用レーダーの開発・検証」プロジェクトに取り組んでおり、今後のGaN自立基板への期待を聞いた。
同社におけるGaNベースの高周波デバイスの開発の歴史は古く、1998年には基礎検討を開始し、2008年には社内で開発・製造する応用システム向けで実用化した。2010年からは、人工衛星に搭載するアンテナに向けた数GHzの帯域に相当するL/S/C帯用のGaN増幅器デバイスを、2011年からは衛星通信アンテナ(地上局)に向けた数GHz～20GHz帯に相当するC/Ku/Ka帯のGaNデバイスを実機投入。グローバル市場で高いシェアを得ている。さらに、衛星通信向けで培った高性能、高信頼を実現するGaN高周波デバイスの技術を生かした半導体製品を量産展開。今後の成長が期待される5G基地局向けに、高効率、低コストのGaNデバイスを商品化して外販している。