基板成本也較低
採用β-Ga2O3製作基板時，可使用「FZ（floating zone）法」及「EFG（edge-definedfilm-fed growth）法」等溶液生長法，這也是其特點之一（圖4）。溶液生長法容易製備結晶缺陷少、口徑大的單結晶，因此能夠以低成本輕鬆量產基板。實際上是利用FZ法或EFG法製備單結晶，然後將結晶切成薄片，以此來製造基板。
圖4：可利用溶液生長法
β-Ga2O3可利用FZ法及EFG法等溶液生長法（a）。已試製完成口徑為2英寸的基板（b）。
用於製造藍色LED晶片的藍寶石基板就是利用EFG法製造的。藍寶石基板不僅便宜而且結晶缺陷少，而且口徑較大，達到6～8英寸。而SiC基板的基礎即單結晶則需利用「升華法」製造，GaN基板的基礎即單結晶需利用「HVPE（hydridevapor phase epitaxy）法」等氣相法製造，因此在減少結晶缺陷和大口徑化方面有很大難度。
日本信息通信研究機構等的研究小組試製出的電晶體所使用的β-Ga2O3基板是利用FZ法製成的。外形尺寸也很小，只有6mm×4mm。
但只要導入與藍寶石基板相同的大型製造設備，就有望利用EFG法實現6英寸口徑。估計將來能夠以1萬日元以下的成本實現1塊口徑6英寸的β-Ga2O3基板。
製造時的耗電量也很小
β-Ga2O3不僅可降低基板成本，而且還可降低製造時的耗電量及設備成本。比如，據計算，採用EFG法時，製造基板的單位面積耗電量只有升華法的約1/3。
製造時耗電量小的原因在於生長速度快，以及結晶生長時溫度略低等。β-Ga2O3結晶的生長速度達到SiC的10倍以上。此外，升華法必須在2000℃以上的高溫下使結晶生長，而且EFG法只需要1725℃。
不僅是基板製造，在基板上形成的處延層也能夠以低於SiC及GaN的低溫來形成。SiC及GaN的話一般要在1000℃以上的高溫下使處延層生長。而β-Ga2O3基板在採用名為「mist CVD法」外延層生長方法時，生長溫度可降至不到500℃。由於可降低基板製造和外延層生長時的溫度，因此不僅是功率元件本身，連元件製造時的耗電量也可減少。
另外，由於不需要像SiC及GaN那樣的耐熱性高的製造設備，因此還有助於降低設備成本。
採用適合用來驗證的簡單構造
為了挖掘β-Ga2O3的這些出色潛能，我們開始對該材料進行研發。第一項成果就是上篇文章中提到的MESFET。儘管是未形成保護膜的非常簡單的構造，但耐壓卻高達257V，且洩漏電流只有5μA/mm（圖5）。
圖5：使用β-Ga2O3試製電晶體
試製的β-Ga2O3的MESFET採用圓形電極圖案（a）。雖然構造簡單，但耐壓卻高達257V（b、c）
MESFET在多種FET中構造最簡單、最容易製造，適合用來驗證工作性能。
此次使用了通過摻雜Mg實施半絕緣化處理的單結晶β-Ga2O3基板。基板尺寸為6mm×4mm。晶面方向利用可將外延生長速度比其他面方向最大提10倍左右的（010）面。
在該基板上利用分子束外延（MBE）法形成作為溝道層的n型Ga2O3層。厚度為300nm，為製成n型摻雜了Sn。
進行二次離子質譜分析（SIMS）後表明，n型Ga2O3層的Sn濃度達到7×1017cm-3。
採用圓形電極
β-Ga2O3的絕緣技術還在開發之中，因此此次採用了圓形電極圖案。採用該圖案時，只會在內側的源極及與外側的漏極兩電極間產生電場。這時，電流在兩電極間完全斷開，因此漏極電流不會洩漏到圖案外部，無需絕緣。在源區、漏區及柵區的電極中，先形成了源區和漏區的歐姆電極。具體做法是：首先利用光刻技術形成圖案；然後利用BCl3/Ar混合氣體對相當於光刻後窗口部分的n型Ga2O3薄膜實施「反應性離子蝕刻（RIE）處理；最後，在RIE部分蒸鍍Ti（20nm）/Au（230nm），並通過剝離它們來製作源極和漏極。
進行RIE處理後，源區與漏區的Ti/Au電極間的電阻值會大幅減小，電流可輕鬆流過。這是因為，RIE處理使電極間的接觸從肖特基接觸變為歐姆接觸（圖6）。
圖6：通過RIE處理使電流輕鬆流過
通過實施RIE處理，可使電流輕鬆流過。原因是電極接觸特性由肖特基接觸變為歐姆接觸，電極接觸部的電阻值變小。
形成源極和漏極後，再次利用光刻技術形成圖案，這次不進行RIE處理，而是直接在相當於窗口部分的n型Ga2O3薄膜上蒸鍍Pt（15nm）/Ti（5 nm）/Au（250nm）。之後在進行剝離，製成肖特基結的柵極電極。此次試製品的目的只是為了驗證工作情況，因此未在元件表面形成保護膜。試製品的柵極長度為4μm，源漏間距為20μm。漏極尺寸為直徑200μm。另外，此次試製的電晶體在源極與漏極之間配置有測定時接觸探針的柵極焊盤電極部分，因此無法明確定義柵極寬度。不過，以漏極的外周長度作為柵極寬度的話約為600μm。
實際耐壓超過250V
試製品在施加＋2V柵極電壓時，最大漏極電流為16mA，漏極電壓為40V時，最大跨導為1.4mS（圖7）。夾斷狀態下的漏極電流為3μA，漏極電流的導通/截止比為104左右。在施加柵極電壓，並使漏極電流截止的狀態下，相當於可施加的最大漏極電壓的「三端子截止洩漏耐壓」約為250V。
圖7：試製品的各種電氣特性
試製品在施加+2V柵極電壓時的最大漏極電流為16mA（a）。耐壓為257V。夾斷狀態下的漏極洩漏電流僅為3μA（b）。漏極電壓為40V時，最大跨導為1.4mS。
此次試製品的所有特性均未達到產品化水平。不過，作為研發初期階段的非常簡單的電晶體來說，已經很出色了。與GaN類MESFET研發的初期階段（1990年代前半期）相比，也已經實現了同等或以上的成果。此次獲得的良好特性源於Ga2O3作為半導體材料的巨大潛力，以及外延層的材料與基板相同（即同型）。
其實，實際耐壓比250V還要高。該電壓是電極金屬隨著電極間短路而燒焦後的數值。因此，實際能使Ga2O3發生擊穿的電壓更高。至少可耐壓1kV以上。
另外，洩漏電流還有望進一步降低，這樣就能夠提高電流的導通/截止比。此次的洩漏電流並非流過Ga2O3基板內部的電流，而是主要在n型Ga2O3的表面傳導的電流。因此，在元件表面形成保護膜的話，便可降低洩漏電流。有望實現達到實用水平的106～107左右。
另外，輸出電流也可進一步提高，還可常閉工作，很多特性都可達到實用化要求。
目標是製造MOSFET
使用β-Ga2O3的功率元件的研發現在才剛剛開始。雖然還存在眾多課題，如4英寸以上大尺寸基板的製造技術、包括摻雜在內的外延生長技術，以及功率元件的工藝技術等，但目前已看到了解決的希望。
要想實現實用化，首先要試製出能夠常閉型工作的電晶體。因此，我們開始致力於實際MOSFET產品的製造。
製造MOSFET產品時，柵極絕緣膜使用帶隙非常大的Al2O3、SiO2等氧化物。由於同為氧化物的緣故，這些氧化物絕緣膜與Ga2O3的界面有望實現低缺陷密度（界面狀密度）。我們將力爭在2015年之前製造出口徑4英寸的基板和MOSFET，並在2020年之前開始作為功率元件開始小規模量產。
β-Ga2O3用於高功率LED
β-Ga2O3不僅可用於功率元件，而且還可用於LED晶片、各種傳感器元件及攝像元件等，應用範圍很廣。其中，使用GaN類半導體的LED晶片基板是最被看好的用途。尤其值得一提的是，β-Ga2O3具備適合需要大驅動電流的高功率LED的特性。
GaN基LED晶片廣泛用於藍色、紫色及紫外等光線波長較短的LED。其中，藍色LED晶片是作為白色LED的重要基礎部件。GaN基