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大口径ダイヤウエハーの平滑化・常温接合、明星大などが成功した意義

大口径ダイヤウエハーの平滑化・常温接合、明星大などが成功した意義

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明星大学連携研究センターの須賀唯知主幹研究員、王俊沙主任研究員らのグループは、大阪大学、IIPT(東京都三鷹市)と共同で、ダイヤモンドの大口径基板を表面粗さ0・5ナノメートル(ナノは10億分の1)以下の平滑面に加工することに成功した。窒化ガリウムウエハーや圧電単結晶ウエハーなどの異種半導体ウエハーと常温で接合できる。電気自動車(EV)や高速通信に使われるパワー半導体デバイスの高出力化に寄与する。

プラズマ援用研磨(PAP)の加工原理と装置概要(明星大学提供)

須賀研究員らは、新開発のプラズマ援用研磨とガスクラスターイオンビーム加工を組み合わせ、2インチのダイヤモンドウエハーを高い効率で平滑化加工した。その結果、異種半導体ウエハーとの常温接合が可能になった。

常温で接合するためには接合面を平らに加工する必要がある。だが、物質の中で最も硬度の高いダイヤモンドは研磨が難しく、大面積のウエハーで効率良く加工することが難しかった。そのため、ダイヤモンドと窒化ガリウムとの接合はこれまで、数ミリメートルサイズの小片の接合にとどまっていた。

日刊工業新聞 2024年07月29日

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