材料製造プロセス
LED基板製造用HVPEシステム
大阪府
株式会社水上電機製作所
2020年3月19日更新
プロジェクトの基本情報
| プロジェクト名 | 腐食性ガス下超高温基板加熱ユニット開発とガス流最適化による深紫外LED向け単結晶基板製造用HVPEシステムの実現 |
|---|---|
| 基盤技術分野 | 材料製造プロセス |
| 対象となる産業分野 | 半導体、エレクトロニクス |
| 産業分野でのニーズ対応 | 高機能化（新たな機能の付与・追加）、高性能化（既存機能の性能向上）、高性能化（精度向上） |
| キーワード | LED基板製造装置、AlN基板、2インチ基板 |
| 事業化状況 | 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中 |
| 事業実施年度 | 平成27年度～平成29年度 |
プロジェクトの詳細
事業概要
発光ダイオード(LED)による既存の深紫外光源の代替が期待されているが、最適な基板を利用しないと発光効率が低くなり実用に耐えない。現在市販装置として存在しない深紫外LED向けの単結晶基板製造装置を開発し、その発光効率を実用レベルに引き上げる
開発した技術のポイント
深紫外LED向け単結晶基板製造用HVPEシステムの実現
(新技術)
・数値シミュレーションによる超高温加熱ユニット構造の最適化
・ガス流回転機構(ガスホイール)の導入
(新技術のポイント)
・数値シミュレーション結果を参考に、ユニット構造の改良と最適化、加熱システム調整などができた
・基板温度が1700℃を超える昇温性能が得られた
具体的な成果
・高周波加熱を用いた加熱開発ユニットを開発し、到達温度1600℃を達成した
・1400℃加熱時のユニット寿命＞600時間が達成できた
・超高温基板加熱ユニットを搭載したHVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)システムを完成させた
・深紫外LED用基板材料である窒化アルミニウム(AlN)の2インチ基板を成長させることができた
・成長速度は30Μμm/h以上を実現した
・2インチ基板の膜厚分布は周囲5mmを除いて＋10%以下である
研究開発成果の利用シーン
・サファイア等を基板に用いた高品質AlNテンプレート
・1500℃以上の高温加熱を用いたCVD(化学気層堆積)装置の開発とシミュレーション
実用化・事業化の状況
事業化状況の詳細
三重大学・三宅秀人教授の外部発表等による情報発信を元に、国内外より引き合い・見積り提出レベルの案件が進行中。
提携可能な製品・サービス内容
設計・製作、素材・部品製造、共同研究・共同開発
製品・サービスのPRポイント
・1500℃以上の高温成長が可能
・ガス流最適化により単結晶の均一成長が可能
・高温加熱ユニットは成長ガス雰囲気下で長寿命
今後の実用化・事業化の見通し
・これまでの補完研究にて目標を達成し、さらに見出された問題点についても目処が立った
・実用化に向けた実績を確認中である
実用化・事業化にあたっての課題
目的としていた装置性能は達成できたが、装置の長期運用に対する安定性に関し検討が必要な状況にある。
プロジェクトの実施体制
| 主たる研究等実施機関 | 株式会社水上電機製作所 |
|---|---|
| 事業管理機関 | 一般財団法人大阪科学技術センター 技術振興部 |
| 研究等実施機関 | 有限会社T&Dソルーション 代表取締役 高田不二雄 ナノテクノロジー・インスツルメンツ株式会社 代表取締役 金井真樹 国立大学法人三重大学 大学院地域イノべーション学研究科 教授 三宅秀人 |
| アドバイザー | 吉田 治正（元 浜松ホトニクス株式会社） |
参考情報
主たる研究等実施機関 企業情報
| 企業名 | 株式会社水上電機製作所（法人番号：1120001158238） |
|---|---|
| 事業内容 | 各種炉の設計・製造 |
| 社員数 | 15 名 |
| 本社所在地 | 〒571-0034 大阪府門真市東田町13-22 |
| ホームページ | http://eleheat.com/file/info.html |
| 連絡先窓口 | 代表取締役 水上学 |
| メールアドレス | manabu@eleheat.com |
| 電話番号 | 06-6908-6871 |
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