・高密度酸素ラジカル源（HD-ORS）を開発し、分子線エピタキシー（MBE）注1）・物理蒸着法（PVD）注2）で原子状酸素密度を従来比2倍に向上。
・HD-ORSを用いたMBEで、300℃、1µm/hにて次世代パワー化合物半導体注3）である酸化ガリウム（Ga₂O₃）注4）の高速ホモエピタキシャル成長注5）を実現。
・PVDにおいてもHD-ORSを活用することにより、1µm/h超の高速成長で安定した（001）面ホモエピタキシャル膜を実現。
・Si基板の酸化防止法としてウェット洗浄とGaラングミュア吸着注6）による前処理技術を確立。
・これまで実現できなかったヘテロエピタキシャル成長注7）に世界で初めて成功した。HD-ORS を用いて低コストなSi(100)基板上へGa₂O₃を成長させ、熱処理により単結晶化を確認。
→次世代パワー化合物半導体Ga₂O₃の熱伝導性の大幅な向上と低コスト化が可能。
・NiO拡散層によるp型Ga系半導体注8）形成プロセスを深化し、pn接合作製に成功。
・本研究成果群を名大発スタートアップNU-Rei㈱が実用化。次世代パワーデバイスの形成技術を支える材料成長プロセス整備のさらなる前進が期待される。
名古屋大学低温プラズマ科学研究センターの堀 勝 特任教授、小田 修 特任教授、清水 尚博 特任教授らの研究グループおよびNU-Rei株式会社の研究グループは、2026年3月15日〜18日に開催される応用物理学会 春季学術講演会において、酸化ガリウム（Ga₂O₃）のエピタキシャル成長に関する 6 件の研究成果を発表します。
今回の成果群は、名古屋大学が開発を進めてきた高密度酸素ラジカル源（High-Density Oxygen Radical Source: HD-ORS）を中心に、MBE・PVD・Si基板前処理・ヘテロエピタキシー・p型形成など、酸化ガリウムのパワーデバイス注9）基盤となる成長プロセスを体系的に高度化したものです。
また、名古屋大学は昨年、NiO拡散層を用いた酸化ガリウムのp型制御技術を報告注10）しており、今回の一連の成果は、こうしたデバイス形成技術を支える材料成長プロセスの整備をさらに前進させるものです。
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注1）分子線エピタキシー（MBE）：
超高真空中で分子線（原子線）を基板に照射し、単結晶薄膜を成長させる手法。
注2）物理蒸着法（PVD）：
材料を物理的に蒸発・スパッタリング等により気化させ、基板上に薄膜を形成する技術。
注3）化合物半導体：
単体半導体であるSiと異なり、化合物を半導体とするもので、既にGaAs、GaP、InP、SiC、CdTeなどが実用化されている。
注4）酸化ガリウム（Ga₂O₃）：
ガリウムと酸素の化合物。さまざまな多形があるが、β-Ga₂O₃が最も多く使われている。
注5）ホモエピタキシャル成長：
同一材料の基板上に、結晶方位を揃えて結晶成長させること。
注6）ラングミュア吸着：
化学ポテンシャル(圧力など)を調整して所定の元素の吸着だけが実現できる。
注7）ヘテロエピタキシャル成長：
異なる物質の結晶を、基板となる結晶の結晶構造を継承するように薄膜として成長させる技術。
注8）p型半導体：
p型伝導を有する半導体で、n型と組み合わせることによりpn接合ができパワー半導体に必須な材料。
注9）パワーデバイス：
省エネに必須な半導体でこれまでSi、GaAs、GaN、SiCなどが実用化されてきている。
注10）NiO拡散層を用いた酸化ガリウムのp型制御技術を報告：
2025年9月1日プレスリリース
https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2025/09/-2-3.html
