NCT,2インチ酸化ガリウムエピウエハの量産を開始

ノベルクリスタルテクノロジー(NCT)は,タムラ製作所,東京農工大学と共同開発した次世代パワーデバイス用のϕ2インチ酸化ガリウムエピタキシャルウエハ(Ga2O3エピウエハ)を世界で初めて量産する(ニュースリリース)。

これまで販売してきたエピウエハの面積をいっきに13倍までアップする。Ga2O3は,耐圧数万ボルトのパワーデバイスを実現することが理論的に可能であり,基板製造の低コスト化が出来る。また,超高輝度LED用基板,紫外線センサー,マイクロ波用デバイス,シンチレーター,高感度固体撮像デバイス等,その応用は多岐に渡る。

Ga2O3は,SiCやGaNよりも大きなバンドギャップエネルギーを有することから,低消費電力と高耐圧を兼備えたパワーデバイスの実現が期待されており,注目を集めている。更に,融液法によりバルク単結晶を育成出来ることから,将来的に、SiCやGaNに比べて、低価格で高品質な基板を市場に提供することができる。

そのため,汎用電源からパワーコンディショナー,モータ駆動システム用のコンバーターやインバーター,耐過酷環境用デバイス,将来の電気飛行機,さらには,送配電系統等,中耐圧から高耐圧領域のパワーデバイス市場において省エネルギー化への貢献が期待されていた。

ノベルクリスタルテクノロジーは,2015年10月より,10mm×15mmサイズのエピウエハの製造を開始したが,大口径化を求める声が強かったため,タムラ製作所と東京農工大学と協力しながらϕ2インチGa2O3エピウエハの開発を進めてきた。
 
パワーデバイス用Ga2O3エピウエハは,数100 μmの厚みからなる主面(001)面の単結晶Ga2O3基板と数μ~数10 μmの厚みからなるエピタキシャル膜で構成されている。基板は,EFG法により,タムラ製作所が新たに製造技術を開発した。

エピ膜は,東京農工大学のHVPE法の技術をベースとして,ノベルクリスタルテクノロジーが独自の大型装置を開発し,ϕ2インチ基板全面への製膜が可能となった。それらの技術を組み合わせることにより,エピ膜厚の均一性16.5%,キャリア密度の均一性19.7%のエピウエハの開発に成功した。

エピウエハのϕ2インチ化により,実用化に向けた研究開発がさらに活発化し,Ga2O3パワーデバイスをはじめとした様々な応用分野における早期の製品化が期待されるとしている。

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