＜概要＞
大阪市立大学大学院 工学研究科の梁 剣波准教授、重川 直輝教授、
東北大学金属材料研究所の大野 裕准教授、永井 康介教授、清水 康雄博士（現・物質・材料研究機構）、
佐賀大学理工学部の嘉数 誠教授、
アダマンド並木精密宝石(株)(東京都足立区／工業用宝石部品)の金聖祐博士
らの研究グループは、窒化ガリウムとダイヤモンドの直接接合に成功した。

窒化ガリウムを利用したトランジスタは、シリコンに代わる次世代半導体として、携帯電話の基地局などで幅広く使用されているものの、動作時に極度に温度上昇するため性能が大きく制限されている。加えて大型の放熱部材も必要。

梁准教授らの研究グループは、地球上で最も熱伝導率が高く、最も効率的に熱を逃すことができるダイヤモンドと窒化ガリウムとの常温での直接接合に成功し、直接接合が1,000℃の熱処理にも耐えることを実証した。

更に、接合に際してダイヤモンドの結晶構造が壊れるものの、熱処理することで再結晶化することを明らかにした。これは界面で高い熱伝導率が保持することを示す。
今回の成果により窒化ガリウムトランジスタで発生する温度上昇をこれまでの１/４倍程度まで抑制でき、大幅な省エネにつながると予測される。

今後、窒化ガリウムトランジスタの使用範囲が拡大し、レーダーやインバータなどの大電力用途にも使用できるとともに、持続可能な社会の実現にも貢献すると期待される。
半導体素子の小型化、高集積化、高性能化に伴い、動作時の温度上昇による出力の低下及び素子寿命の低減が大きな課題となっている。
本研究の成果が早期に実用化され、半導体素子の発熱問題の解決、SDGs達成につながることを期待するとしている。
本研究成果は日本時間９月９日に国際学術誌ADVANCED MATERIALS（IF=30.849）にオンライン掲載された。