氮化镓晶体是开发下一代功率半导体器件的一种有前途的材料。日本国家材料科学研究所（NIMS）和东京工业大学开发出了一种高质量氮化镓晶体的生长技术，与现有技术相比缺陷可以大大减少。与传统技术中直接在溶液中生长晶体不同，该技术使用涂有薄合金膜的基板，防止溶液中的不良夹杂物进入生长中的晶体。
与硅半导体相比，GaN半导体能够承受更强的电流和更高的电压。这些优势导致了对GaN的密集研发，用于车辆和其他用途的下一代功率半导体器件。然而，传统的GaN单晶生长技术，即把气态原料喷洒到基底上，有一个根本性的缺点：会导致晶体中形成许多原子尺度的缺陷（包括位错）。当带有位错的GaN晶体被集成到功率器件中时，泄漏的电流会通过器件并导致器件损坏。为了解决这一问题，人们开发了两种替代晶体合成技术：氨热法和钠通量法。在这两种方法中，晶体都是在含有晶体生长原料的溶液中生长的。虽然钠通量法已被证明能有效地将位错的形成降到最低，但也发现了一个新的问题：生长中的晶体会加入夹杂物（溶液中的成分团块）。
在该项目中，研究人员在生长GaN晶体的同时，连续在GaN种子基片上涂抹由晶体生长原料（即镓和钠）组成的液体合金，从而防止夹杂物被夹在生长晶体内。此外，这种技术还可以有效地减少位错的形成，从而合成高质量的晶体。这种技术可以通过非常简单的工艺在大约一小时内制造出高质量的GaN基片。
研究人员目前正在通过生长小晶体来验证其有效性。在未来的研究中，他们计划将其发展成为一种实用的技术，以实现更大晶体的合成。
论文标题为《High-QualityGaNCrystalGrowthUsingFlux-Film-CoatedLPEwithNaFlux》。