パワー半導体への採用加速…6インチ酸化ガリウム単結晶、ノベルクリスタルテクノが作製成功
ノベルクリスタルテクノロジー(埼玉県狭山市、倉又朗人社長)は、パワー半導体の基板となる150ミリメートル口径(6インチ)β型酸化ガリウム(β―Ga2O3)単結晶の作製に成功した。基板の大口径化や高品質化の実現に貢献し、パワー半導体へのβ―Ga2O3の採用を加速させる。単結晶は、るつぼと同じ形の結晶が得られる垂直ブリッジマン(VB)法で作製。従来の方法であるEFG法よりも基板に加工する際に不要となる部分を減らせ、低コスト化につながる見通しだ。
β―Ga2O3を用いたパワー半導体を広く普及させるには、基板の大口径化が不可欠で、単結晶の大型化も必要だった。VB法によるβ―Ga2O3単結晶育成技術は信州大学が発案し、開発を進めている。ノベルクリスタルテクノロジーは信州大から育成技術を継承し、6インチの単結晶の作製に成功した。
同社は板状の結晶を育成できるEFG法で単結晶を作る技術を開発済み。産業技術総合研究所においてEFG法とVB法でそれぞれ単結晶から取得した基板を比べたところ、VB法で作った結晶はEFG法よりも欠陥が少なく、品質が優れていた。
ノベルクリスタルテクノロジーによるとVB法による6インチのβ―Ga2O3単結晶の作製は世界で初めてだという。炭化ケイ素(SiC)や窒化ガリウム(GaN)が次世代のパワー半導体の材料として注目されている中、β―Ga2O3はSiCやGaNと比べ、高性能なパワー半導体を製造できる可能性がある。
β―Ga2O3を用いたパワー半導体は省エネ性能にも優れると考えられており、太陽光発電向けパワーコンディショナーや産業用汎用インバーター、電源といった機器の小型化にも貢献できる。電気自動車(EV)などの電気エネルギーも効率よく利用できる見込み。
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日刊工業新聞 2024年01月08日