研究開発された技術紹介

ハイブリッド車、電気自動車、太陽光発電等次世代向けのエレクトロニクス分野では材料性に優れたSIC基板が用いられようとしているが、その実現の為にAL203膜の適用が期待されている。これまで培ったAL203成膜技術をベースに、成膜リアクターの改良、主要部品のライフを伸ばすことによるメンテナンスコストの低減、一括処理枚数の増大によるランニングコストの低減で量産に寄与するハードウェア、技術を確立する

縦型トレンチ構造のAl2O3成膜リアクターの性能向上、コスト低減
・膜質の向上
→従来の横型プレーナー構造の耐圧、オン抵抗値の向上
・メンテナンスコスト(Al2O3成膜装置のリアクター構成部品再生費用)の低減
→500万円/年→250万円/年
・ランニングコストの低減
→処理能力40%向上
(新技術)
新技術の成膜リアクター(縦型トンレンチ構造)
・成膜技術の向上
・リアクターの大口径化
(特徴)
・膜質の向上
・新しい除去技術でメンテナンスコスト削減
・一括処理枚数を7枚に拡大

・酸化時間延長等により、1-5(耐圧)特性を向上
‐トレンチ構造におけるAl2O3膜の膜質向上に向けた研究を実施
‐酸化時間の延長、Bias Powerの印加にてI-V(耐圧)特性を向上
‐ただし、トレンチ構造においてC-V特性(正電圧にて蓄積しない状態等)の改善には至っていない
・メンテナンスコストを約30%削減
‐従来手法では、パーツ一式の寿命が約6ヶ月(5回の再生)と短く、消耗パーツの年間メンテナンスコストの約36%を占める
‐従来の切削再生加工からウエットブラストによる再生手法を確立させることで、一年間にかかる装置のメンテナンスコストを約30%削減
・処理能力を倍以上に向上
‐ランニングコスト低減のため、プロセスチャンバーを大口径化し、一括処理(ミニバッチ)枚数を4枚から9枚に増加(φ3インチウエハ)
‐全ての3インチウエハの面内均一性を約1.5%、成膜レート60Å/minを達成
‐結果、従来の倍以上の処理能力向上を達成

ハイブリッド車(HEV)や電気自動車(EV)、太陽電池用のSiCパワーデバイスの高誘電率絶縁膜Al2O3成膜(アルミニウム酸化膜)に活用

・H23年度に事業化に成功
・デモ機による成膜サンプルあり(無償)
・デモ機によるデバイスメーカーサンプルへの成膜処理(有償)

・新素材の実現:従来のSi基盤からSiC基盤・GaN基盤用の新素材ゲート膜の開発(Al2O3膜)により、移動度を向上し高速化・低温化を実現
・量産化:Al2O3膜を成膜する装置・4枚ミニバッチから7枚ミニバッチ化により生産性が75%UP
・低コスト化:装置メンテナンス費用を低減させるパーツリサイクル費用低減・再生パーツの長寿命化を実現しメンテナンス費用を50%低減

H23年に事業化達成、さらなる性能向上を目指す
・H23年10月に装置をデバイスメーカーに導入。他のデバイスメーカーでも良好な評価を得ており装置の導入を目指す
・日進月歩、高くなるデバイスメーカーからの要望に応えるよう、評価を継続実施
・また、評価を継続しつつ、新たな新素材の開発を検討