NEDOプロ,4インチGaN基板の成長を確認

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)のプログラムにおいて,日本製鋼所と三菱ケミカルは,世界最大級のGaN基板製造実証設備による高品質なGaN基板の低コスト製造技術を用いた4インチGaN基板の量産に向けた結晶成長試験において,4インチGaN結晶が計画通りに結晶成長していることを確認した(ニュースリリース)。

窒化ガリウム(GaN)は,高輝度・高出力レーザーや,高効率照明,新世代ディスプレーへの応用のほか,情報通信,パワー半導体などさまざまな分野での応用が見込まれている。

NEDOの助成事業「低炭素社会を実現する次世代パワーエレクトロニクスプロジェクト」において,日本製鋼所と三菱ケミカルは,2017年度から2019年度まで,日本製鋼所のパイロット設備において,三菱ケミカル独自の液相成長法を活用した高品質,かつ高生産性を実現するGaN基板の低コスト製造技術の開発に取り組み,結晶成長技術「SCAAT-LP」による4インチの均一な結晶成長を確認している。

両社はNEDOの助成事業「戦略的省エネルギー技術革新プログラム」の2020年度採択テーマにおいて,この事業で導入した大型実証設備で「SCAAT-LP」を用いた4インチGaN基板の量産に向けた実証実験に取り組んでいる。

パイロット設備は低圧酸性アモノサーマル法を利用した結晶成長を実現するために,高温高圧オートクレーブ(圧力容器)を有することが特徴。今回,パイロット設備に比べ大幅なオートクレーブのスケールアップを行なった。

両社は大型実証設備を2021年5月から稼働し,複数回の結晶成長試験を行なった結果,計画通り順調な設備の運用を確認した。また事前に原料・種結晶をオートクレーブ内へ設置することや,溶媒となるアンモニアの供給,オートクレーブの昇温・保持・降温といった一連の結晶成長プロセス,結晶の取り出しなどの各工程において安全性・生産性に大きな問題がないことを確認した。

さらに両社は,すでに4インチ結晶の成長が可能であることを確認。長時間にわたるオートクレーブの運転において結晶成長域全体にわたっての成長が確認でき,パイロット設備で開発した結晶成長技術「SCAATT-LP」が大型実証設備においても再現できていることを確認した。

両社は今後,4インチGaN基板のさらなる高品質化を継続するとしている。

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