早稻田대학 各務記念 재료기술연구소의 市ノ瀨昇 교수와 島村淸史 조교수 등은 光波와 공동으로 부유대역(FZ)법으로 질화갈륨계 기판으로서 1 인치 이상 사이즈의 산화갈륨 단결정의 성장에 성공했다. 산화갈륨은 투명하며 도전성을 갖기 때문에 수직의 양면전극구조를 가질 수 있고, 발광효율도 높일 수 있다. 이미 웨이퍼를 자르고 연마하여 청색발광다이오드(LED)의 시작에 성공, 유효성을 확인했다. 앞으로 2인치 등 대구경화에 도전한다. 육성에 성공한 산화갈륨 단결정은 자외역에서 높은 투명성과 약 0.02옴센치미터의 높은 도전성도 아울러 갖는다. 이번에 웨이퍼 기판에 유기금속기상성장(MOCVD)로 양면전극 구조의 LED를 시작, 청색발광을 확인했다. 질화갈륨계 청색 LED는 현재, 日亞化學工業 등에서 사파이어 기판을 이용하는 것이 주류. 사파이어는 절연성 때문에 기판 N의 편극 전극구조가 된다. LED는 통상, 다이오드이기 때문에 적색 LED처럼 양면전극이 보통. 제조 원가도 낮으며 또한 고효율, 긴 수명, 소형으로도 연결된다. 따라서 미국 클리사 등 도전성 탄화실리콘 기판을 이용하여 양면전극의 청색 LED를 제품화하고 있다. 탄화 실리콘 기판에 불순물을 첨가하여 도전성을 높이고 있는데, 한편 이 첨가로 인해 투명성이 손상되고 동시에 금제대(禁制帶) 폭도 약 3전자볼트가 되어 자외 LED일 때 빛을 발휘하는 효율이 걱정스럽다. 이에 대해 산화갈륨은 높은 투명성을 가진 사파이어 기판과 높은 도전성을 가진 탄화실리콘 기판 양쪽의 성질을 가진 기판으로 자리매김할 수 있다. 이번에 성장한 산화갈륨은 실온에서 안정적인 베타상(相). 지금까지 단결정에 관한 보고 예는 거의 없고, 1 인치 이하의 보고가 약간 있는 정도. 융점이 높고 결정성장이 곤란했으나 기술적으로 벽을 뛰어넘어 1인치의 대형화에 성공했다. 이 연구는 신에너지 ·산업기술종합개발기구(NEDO)의 지원으로 이루어졌다. (NK)