ノベルクリスタルテクノロジー、酸化ガリウム半導体基板の欠陥を1/10に低減

経済産業省傘下の新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2021年3月14日、「ベンチャー企業のノベルクリスタルテクノロジー(埼玉県狭山市)が、“第3世代”半導体と呼ばれているβ-Ga₂O₃(酸化ガリウム)製半導体の基板となる酸化ガリウムウェハの欠陥を10分の1に低減することに成功した」と公表した。

この開発事業は、NEDOの「戦略的省エネルギー技術革新プログラム」の開発事業の中で、次世代半導体を開発する事業として、ノベルクリスタルテクノロジーが採択されているもの。その事業開発の中で、ノベルクリスタルテクノロジーが「佐賀大学との共同研究開発によって、ウェハの欠陥を10分の1に低減できた」と公表した。

ノベルクリスタルテクノロジーは、2015年に電子部品事業などを手掛けているタムラ製作所からカーブアウトしたベンチャー企業で、その後に情報通信研究機構(NICT)から研究開発成果などの技術移転を受けて、酸化ガリウム製ウェハの開発を手掛けてきた。

今回のNEDOが公表した情報によると「戦略的省エネルギー技術革新プログラムで、ノベルクリスタルテクノロジーはβ-Ga₂O₃ショットキーバリアダイオード(SBD)を製品化する開発に取り組んでいる」と説明する。

ノベルクリスタルテクノロジーでは、すでにβ-Ga₂O₃エピウェハを100mmまでスケールアップしたエピ成膜装置を開発し、第2世代β-Ga₂O₃の100mmエピウェハとして製造・販売を行ってきたが、この100mmエピウェハにはデバイスの耐圧特性を劣化させるキラー欠陥が10個/cm² 程度存在するため、大型のデバイスを作ることができず、電流値は10A程度に制限されていたという。

この課題の解消を目指して、佐賀大学との共同研究により、キラー欠陥の原因が主にエピ成膜中に発生する“特定の粉体”らしいモノであることを突き止め、エピ成膜条件を改良することにより、キラー欠陥を従来の10分の1以下の0.7個/cm²まで低減した第3世代β-Ga₂O₃の100mmエピウェハを実現したという。

そして「この開発した直径100mmエピウェハを基に、β-Ga₂O₃ショットキーバリアダイオードを試作し、電気的性能とキラー欠陥密度を評価し、優れた性能を確認した」という。今後は、試作したショットキーバリアダイオードの電気的性能を評価し、さらなる改良を目指す模様だ。