ディスコ(6146)【LED用の窒化ガリウム結晶を高品質・大型の製造方法を阪大と共同開発!】

ディスコ  [6146] 東証1部 時価:19,730円

ディスコ(6146)は青色発光ダイオード(LED)など電子部品の材料として知られる窒化ガリウムの結晶を高品質、大口径で製造する手法を大阪大学と共同開発しました。窒化ガリウムは電力損失の少ないパワー半導体を作る土台に利用できる。新製法開発で、より省エネでより高輝度なデバイスの普及につながるとみられます。
 同社は直径4インチの板状の窒化ガリウムの結晶の製造に成功した。従来の技術で実用化できたのは2インチまでにとどまっていた。この結晶を土台に、窒化ガリウムの結晶を塊状に成長させて、半導体の材料となる高品質な6インチウエハーを量産できるとみている。
 窒化ガリウムの薄膜を形成したサファイア基板を使う。レーザーで窒化ガリウムの厚さ数マイクロメートルの膜の大半を削り、結晶が成長するきっかけとなる小さい「種」だけを一定間隔で残す。これを、窒素やガリウムなどの原料を含む液体に沈めると、残した膜のところから窒化ガリウムの結晶が上部にキノコ状に成長する。隣り合う結晶同士が合体し、最終的に膜を残した部分だけがサファイア基板に接する板状結晶ができる。
 板状に均質な結晶が成長するには、「種」の残し方に技術が必要だ。ディスコはこの削り方を開発し、装置を試作した。
 結晶ができた後に冷やすと、熱膨張係数の差から、「種」と結晶部分が〓離する。結晶が割れないためにも「種」の残し方がポイントになる。これを土台に、窒化ガリウムの塊状の結晶を製造し、薄く切り出して磨くと、窒化ガリウムの大型ウエハーを量産できる。
 これまでの窒化ガリウムの製法は、サファイア基板を入れた高温の炉にガリウムや窒素を含む原料ガスを供給するもの。温度が下がると結晶が反り返り、高品質な結晶を得にくかった。
 窒化ガリウムを電流制御用のパワー半導体に利用すれば、電圧の変更などで発生する電力の損失を、現在のシリコン製のパワー半導体の半分以下に減らすことができる。家庭内に窒化ガリウムで作るパワー半導体が広がれば20%の消費電力削減につながるとの見方もあり、エネルギー消費の削減にも貢献できる。
 高品質な窒化ガリウムのウエハーは高い電圧をかけることもでき、高輝度な半導体レーザーも割安に製造できる。独BMWなど欧州メーカーが高級車に搭載し始めた、500メートル以上も先を照らせる高輝度ヘッドランプなどを普及価格帯にする効果も期待され、小さな光源で十分な明るさを確保でき、自動車のヘッドランプのデザインの自由度の向上にもつながると期待されます。
2017/06/07 7:40