研究開発された技術紹介

自動車産業ではハイブリッドおよび電気自動車へのSICパワーデバイスの搭載のニーズが高まっているが、基板の高い価格と欠陥密度がこれを阻害している。本提案では基板コストを押し上げるCMPなしで、加工に伴う欠陥発生を抑えた研削加工技術の開発を目標とする。SICの切断ー機械研磨の各工程における欠陥発生の閾値を見出し、欠陥発生を抑制した工程確立と同時に高硬度SICの平坦表面を得る機械研磨法を開発する。

化学機械研磨なしで、表面平坦性および転位の低害化(転位変換)効率が化学機械研磨品と同等以上でかつ切削加工中に欠陥を発生しない切削加工技術を世界に先駆けて開発し、事業化する
(新技術)
機械研磨のみで充分な表面平坦性を有し、転位変換効率が高く、転位発生を伴わないウエハ加工法を開発する
(新技術の特徴)
化学機械研磨は不要となり、低コスト化と高品質化が実現可能になる

・機械研磨技術の開発
‐平坦化技術の開発を実施し機械研磨に適切な条件を見出した
‐機械研磨品質を評価し、開発した機械研磨の加工品質を市販ウエハの機械研磨および化学機械研磨加工品質と比較し、品質の高さを確認した
‐機械研磨の安定性の向上を図り、技術の適用範囲の確認を実施した
・切断技術の開発
‐遊離砥粒切断と固定砥粒切断を切断技術として選定し、研削技術の選定と高度化、切断・研削による転位・ダメージ発生の評価を実施した

・環境負荷の少ない自動車で使用される、安価かつ欠陥が少ないパワーデバイス用ウエハ加工
・コストの高い化学機械研磨を低コストで加工導入欠陥の少ない機械研磨への置き換え
・ヒータ、放熱基板等の原料となるSiC単結晶

・本研究開発の当初の目標をクリアしたことによって、今後の事業化に向けての新たな課題が明確になった
・本研究によって得られたダメージに対する考え方をもとに、研削加工におけるダメージ低減が実現できれば、形状制御と低コストを両立させる新しいウエハ加工工程として市場に提案できる

・製造コストを下げ、性能の低下を防いだ研磨製品の提供が可能
‐従来技術では、SiCウエハの加工にはコスト・時間ともにかかっており、潜傷の制御がされていなかった
‐化学機械研磨を機械研磨へと代替する技術の開発により、化学機械研磨なしで品質を保つことが可能になった
‐また、加工に必要なコストが下がったことによって、従来より安価でSiCウエハの提供が可能になった
・SiC単結晶の応用分野の拡大に寄与
‐加工テスト用に製作したSiC単結晶を利用した新しい応用分野(ヒータ・放熱基板等)の原材料として提供が可能になった
・低コストで品質の良い発光デバイス用研磨ウエハの提供が可能

・3inchウエハについてはサンプル研磨を実施中であり、ウエハの口径拡大・平坦性要求の高度化への対応を検討中である
・今後は、川下企業にサンプル研磨を提供し、ウエハの受託加工・ライセンス供与の可能性を検討中である
・また、化学機械研磨を必須とする企業に対しては機械研磨を本開発の研磨に置き換えることで高品質化・低コスト化が実現することをPRする予定である