東芝、９．５ＧＨｚ帯で８１．３Ｗの出力を達成した窒化ガリウム（ＧａＮ）・パワーＦＥＴを開発
Ｘ帯（※１）で世界最高出力の窒化ガリウム・パワーＦＥＴ（※２）の開発について
９．５ＧＨｚ帯で ８１．３Ｗの出力を達成
当社は、衛星通信基地局やレーダーなどで用いられるマイクロ波※３固体化増幅器向けの高周波・高出力素子として、９．５ＧＨｚ帯で世界最高出力の８１．３Ｗの出力を達成した窒化ガリウム（ＧａＮ）・パワーＦＥＴを開発しました。これにより、増幅器の高出力化、固体化、小型化が可能となります。
今回開発した窒化ガリウム・パワーＦＥＴは、結晶層構造とチップ構造を最適化することにより、発生する熱の分散と高周波である９．５ＧＨｚ帯での特性を両立させ、Ｘ帯における世界最高出力を達成しました。
また、本ＦＥＴは、マイクロ波固体化増幅器に現在用いられているガリウムヒ素（ＧａＡｓ）・パワーＦＥＴに対し、約６倍の電力密度を実現しています。
当社では、本技術に基づき、Ｘ帯５０Ｗ級ＦＥＴの製造技術を確立し、サンプル出荷を開始しました。このサンプル出荷に続き、半年以内の量産化を目指します。
なお、今回の開発成果は、本日（米国現地時間１１月１２日）から米国テキサス州サンアントニオで開催される化合物半導体ＩＣシンポジウムにて発表します。
開発の背景と狙い
近年の衛星通信の大容量化やレーダー到達距離の拡大に伴い、それらの用途に用いられる増幅素子は更なる高出力化が求められています。
当社では、マイクロ波通信用途として、６ＧＨｚ帯で出力９０Ｗ、１４ＧＨｚ帯で出力３０Ｗのガリウムヒ素・パワーＦＥＴを既に製品化していますが、主として放熱性の問題と高周波での特性の両立の問題から、新たな材料の検討が必要となっています。
窒化ガリウムは、材料特性上、ガリウムヒ素以上に高い飽和電子速度と絶縁破壊耐圧を有していること、および高い動作温度を実現できることなどから、マイクロ波帯以上の高周波数で使用できる高出力増幅素子用材料として有望視されています。
当社では、Ｃ帯※４以上の高周波・高出力窒化ガリウム素子の開発に注力しており、昨年、６ＧＨｚ帯で出力１７４Ｗの窒化ガリウム・パワーＦＥＴを開発しました。今回、結晶層構造とチップ構造を、より周波数の高い９．５ＧＨｚ帯用に最適化することにより、この帯域における世界最高出力を達成しました。これにより、増幅器の高出力化、固体化、小型化が可能となります。
当社は、今回の開発成果を活かし、Ｋｕ帯※５以上のより高い周波数で動作するパワーＦＥＴの開発も積極的に進めてまいります。
※新製品の主な特長など詳細は添付資料参照