三菱電機株式会社は、窒化ガリウム（GaN）基板上にGaNのエピタキシャル層を成膜した高周波トランジスタ（GaNトランジスタ）において、結晶欠陥に起因する周波数分散の影響を解明し、周波数分散を大幅に抑制できることを実証したと発表しました。Google Scholarを使用した論文検索に基づく同社調べ（2026年10月26日時点、156件の内容を確認）によると、世界初の成果となります。

この成果により、GaN本来の高い性能を安定して引き出すことが可能になり、産業用マイクロ波加熱システムなど高周波機器の小型化や高性能化、省電力化への貢献を見込んでいます。

結晶欠陥の影響解明と周波数分散の大幅な抑制

従来のGaNトランジスタは、熱伝導率が高く発熱対策に優れた炭化ケイ素（SiC）基板上にGaNのエピタキシャル層を成膜する方法が主流でしたが、材料の違いから結晶欠陥の発生が避けられず、電流値が変動する周波数分散によってデバイス動作が不安定になる課題がありました。

今回の開発は環境省の委託事業である「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」の一環として実施されました。日本企業が強みを持つGaN基板を採用したGaNトランジスタにおいて、欠陥応答を取り入れた新たな回路解析手法を用いることで、結晶欠陥が周波数分散に与える影響を解明しました。GaN基板上で結晶性が改善される優位性を電気的に確認し、周波数分散の大幅な抑制とフラットな周波数特性が得られることを実証しています。

回路設計の簡素化と消費電力の低減

周波数分散を大幅に抑制できたことで、従来は必須であったデジタル回路を用いた複雑な補正が不要になります。これによりGaNトランジスタの回路設計を簡素化でき、消費電力の低減につながります。

GaNトランジスタは、廃プラスチックを化学原料に戻すケミカルリサイクルで使用される産業用マイクロ波加熱システムをはじめ、5G/6G基地局やレーダーなどの高周波分野で需要が拡大しており、これらの高周波機器の小型化や高性能化、省電力化に寄与するとしています。

学会発表と2030年頃の社会実装に向けた展望

本開発成果の詳細は、11月8日から13日まで熊本城ホール（熊本県熊本市）で開催される「International Workshop on Nitride Semiconductors 2026（IWN2026）」にて発表される予定です。

三菱電機は今後、本成果をもとにGaNトランジスタのさらなる高出力化・高効率化を進め、産業用マイクロ波加熱システム、高周波通信機器やレーダーシステムへの展開を検討し、2030年頃の社会実装を目指す方針です。

発表元概要

• 会社名: 三菱電機株式会社
• 創業: 1921年
• 2025年度連結売上高: 5兆8,947億円
• お問い合わせ先: 三菱電機株式会社 先端技術総合研究所（〒661-8661兵庫県尼崎市塚口本町八丁目1番1号、FAX 06-6497-7285、https://www.MitsubishiElectric.co.jp/corporate/randd/inquiry/index_at.html）

本記事は三菱電機株式会社の発表をもとに作成しています。本研究成果の一部は、環境省「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」により得られたものです。

Dellows News編集部

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