ニュースレター202610

　2026年10月に調査した最新論文の中で個人的に興味深かった論文を以下に紹介する。

• 2.3-kV Vertical GaN Trench MOSFET With Variable Lateral Ion-Implanted Guard Rings

S. Xu et al.

Xidian University、Shandong University、Enkris Semiconductor Inc.、Peking University、Chinese Academy of Sciences（China）

IEEE Electron Device Letters, vol. 47, no. 10, pp. 2087-2090, Oct. 2026

DOI：https://doi.org/10.1109/LED.2026.3725710

[要旨]

部分的に薄層化した p-GaN 領域に可変ラテラルイオン注入ガードリング（VLGR）を形成し、エッジ電界の集中を緩和させた完全垂直型 GaN トレンチ MOSFET を提案・実証した。端末領域の電界集中を効果的に抑制した結果、未対策素子（850 V）の約2.7倍となる破壊電圧（BV）2305 Vを達成した。しきい値電圧（Vth）4.9 V（ノーマリオフ動作）、オン抵抗（Ron,sp）7.2 mΩ・cm2、ON/OFF比107を示し、BFOM（Baliga性能指数）738 MW/cm2を実現した。

[従来研究との新規性]

1. 「薄層 p-GaN 上への可変ラテラル窒素イオン注入（VLGR）」の初提案: 従来のp型シールドリングや一様注入と異なり、残存 p-GaN 膜厚と幅・間隔グラデーションリングを組み合わせた点。

2. 全垂直型 GaN トレンチ MOSFET における 2.3 kV 超え耐圧の達成: 報告されている同構造の GaN MOSFET の中でも世界トップクラスの耐圧と高い BFOM（738 MW/cm2）を両立した点。

• 3 kV-Class β-Ga2O3 Lateral MOSFETs With Superior High-Temperature Leakage Suppression Enabled by an Ozone-Grown Semi-Insulating Buffer Layer

C. Liu et al.

Chinese Academy of Sciences、University of Chinese Academy of Sciences、Yongjiang Laboratory、Harbin Institute of Technology、Hangzhou Garen Semiconductor Company Ltd.（China）

IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 73, no. 10, pp. 5999-6004, Oct. 2026

DOI：https://doi.org/10.1109/TED.2026.3729534

[要旨]

酸化ガリウム（β-Ga2O3）ラテラルMOSFETにおいて、パルスレーザー堆積（PLD）時にオゾン（O3）雰囲気を導入した無ドープ半絶縁性バッファ層を成膜する新技術を提案した。バッファ層内に高密度に形成された深層アクセプタ欠陥（ガリウム空孔 VGa等）が熱励起キャリアを効率的に捕獲・補償する。200℃の高温動作時におけるオフ状態の漏れ電流を従来品比で約2桁削減し、フィールドプレート（FP）なしで3 kV 超えの破壊耐圧とオン抵抗206.84 mΩ・cm2を同時達成した。

[従来研究との新規性]

1. O3援用成長による自己形成型（In-situ）欠陥制御バッファ層の初提案: 外部不純物ドーピングを行わずに深層アクセプタ欠陥を高密度導入し、高温絶縁性を大幅向上させた点。

2. FPなしの PLD 成長β-Ga2O3ラテラル MOSFET における 3 kV 耐圧と 200℃オフリーク2桁削減の同時実証: 厳しい高温環境下で動作する次世代パワーICへ適用可能な高信頼性プロセスを提示した点。

• A 2.4-GHz-Band Amplifier Using MESFETs on β-Ga2O3 Substrates Epitaxially Grown by Mist CVD

H. Ikeda et al.

Kyoto University、Nagoya University、Panasonic Holdings Corporation（Japan）

IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 73, no. 10, pp. 6230-6235, Oct. 2026

DOI：https://doi.org/10.1109/TED.2026.3725904

[要旨]

安全かつ安価な大気圧成膜技術であるミストCVD（Mist CVD）法を用いて、β-Ga2O3自立基板上にチャンネル層を高精度にホモエピタキシャル成長させた。ゲート長0.4 µm、ゲート幅600 µmのMESFETを試作し、高インピーダンス整合回路を接続して 2.4 GHz 帯パワーアンプ回路を構築した。2.48 GHz において利得 11 dB、飽和出力 19 dBm（約80 mW）、電力付加効率（PAE）15%を達成し、さらに同アンプを用いた発振器回路（2.49 GHz で出力 16 dBm、効率 13%）の実証に成功した。

[従来研究との新規性]

1. ミストCVD成膜したβ-Ga2O3膜による高周波アンプ・発振器回路の初実証: 単なる素子（FET単体）の直流・小信号評価にとどまらず、2.4 GHz 帯実動作アンプ（19 dBm）および発振器（16 dBm）として回路レベルで連続動作させた点。

2. 真空中成長（MBE/MOCVD）に頼らない UWBG 高周波プロセスの確立: 大気圧・非可燃性原料を用いる超低コスト・低消費電力な成膜プロセスで、高性能 RF パワーデバイスが作製できることを世界に先駆けて証明した点。

• Achieving 0.82-dB NFmin in High-Drain-Bias GaN HEMTs via Buffer and Field-Plate Engineering for High-Linearity LNA Applications

W. Ye, Z. Wang, H. Zhang, H. Qu and X. Zou

ShanghaiTech University（China）

IEEE Electron Device Letters, vol. 47, no. 10, pp. 1979-1982, Oct. 2026

DOI：https://doi.org/10.1109/LED.2026.3719413

[要旨]

高直線性低雑音増幅器（LNA）用途向けに、高ドレインバイアス（VDS > 20 V）下で動作する GaN HEMT の最小雑音指数（NFmin）低下メカニズムの解明と最適化を行った。1 µm厚の Fe ドープ GaN バッファ層と非オーバーラップ型ソースフィールドプレート（SFP）を組み合わる技術を提示した。VDS = 24 Vかつ 3 GHz の高バイアス動作下において、NFmin = 0.82 dB、関連利得 Ga = 16.6 dB、およびOIP3（3次出力インターセプトポイント）31.8 dBmという極めて高い直線性・低雑音性を両立させた。

[従来研究との新規性]

1. 高バイアス動作下（VDS = 24 V）におけるGaN HEMTのNFmin悪化メカニズムの実験的解明と最適化構造の確立: 従来の低電圧駆動（< 6 V）研究に対し、高直線性が得られる高ドレイン電圧領域での最小雑音達成プロセスの提示。

2. 「Feドープバッファ（1 µm）」と「非オーバーラップSFP」の相乗効果の実証: 漏れ電流に起因するショット雑音と自己発熱による熱雑音を同時に抑え込み、VDS = 24 Vで NFmin = 0.82 dB（3 GHz）と OIP3 = 31.8 dBm を叩き出した点。

※なお、翻訳・要約にはGeminiアプリを活用した。