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製造環境

高耐圧膜、低温成膜を実現するSiCパワーデバイス用のAl2O3成膜リアクター

千葉県

株式会社シー・ヴィ・リサーチ

2020年3月18日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 パワーデバイスの為の新素材成膜技術と成膜リアクターの開発
基盤技術分野 製造環境
対象となる産業分野 環境・エネルギー、自動車、半導体、エレクトロニクス
産業分野でのニーズ対応 高性能化(耐久性向上)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高性能化(精度向上)、高効率化(工程短縮)、高効率化(人件費削減)、高効率化(生産性増加)、環境配慮、低コスト化
キーワード パワーデバイス、SiC、Al2O3、半導体
事業実施年度 平成22年度~平成23年度

プロジェクトの詳細

事業概要

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

開発した技術のポイント

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

具体的な成果

・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

研究開発成果の利用シーン

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

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・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)

提携可能な製品・サービス内容

製品製造、試験・分析・評価、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

・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

今後の実用化・事業化の見通し

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

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社シー・ヴイ・リサーチ
事業管理機関 株式会社シー・ヴイ・リサーチ
研究等実施機関 アペックス株式会社

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社シー・ヴィ・リサーチ(法人番号:1040001034298)
事業内容 半導体製造装置の開発・製造・販売
社員数 6 名
本社所在地 〒272-0001 千葉県市川市二俣717-304F
ホームページ http://www.cvr.co.jp
連絡先窓口 カスタマーサポート部長 太田守
メールアドレス ota@cvr.co.jp
電話番号 047-702-9460