研究開発された技術紹介

GAN―LED照明を本格普及させるためには、LEDの効率を現在の2倍以上に向上させることが必須であるが、その実現にはGAN自立基板上にLEDを作製する必要がある。GAN基板に必要な、大口径、高品質、低コストを実現する有力な手法である、塩化アンモニウム自然剥離層を用いたHVPE法で、大口径、多数枚を実現するHVPE装置、結晶成長手法、研磨洗浄装置、研磨手法を開発し、製造技術として確立する

現行の2倍の効率が期待されるGaN-LEDの実現のために、EBL法を生産技術として確立し、低コスト・高品質な4インチGaN基板の量産技術を開発する
(新技術)
EBL法によるGaN基板の生産技術を確立する
(新技術の特徴)
低コスト・高品質のGaN基板量産技術を実現することが可能になる

・EBL法大型HVPE装置開発と結晶成長条件確立
‐4インチ3枚同時成長可能な装置を試作、結晶品質、均一性、原料使用効率の目標を達成した
・4インチ基板の研磨洗浄技術及び装置の開発
‐研削・機械研磨、化学研磨を組み合わせた装置、最終エッチング処理工程の検討を行った
・サファイア再利用プロセスの開発
‐結晶成長終了後のサファイア基板を再研磨洗浄するプロセスの検討を行った

・EBL法による大型HVPE装置による低コスト・高品質の4インチGaN基板の販売
・4インチ基板の研磨洗浄プロセス(研削・機械研磨、化学研磨、最終エッチング処理)サービスの提供

・技術目標はすべて達成した
・サファイア再利用プロセスの開発については、開発当初の価格15,000円/枚以上が7,000円/枚以下に下落、再生プロセスコストが10,000円程度となり、実生産では採用できないことが明らかとなった
・実生産には、本研究で明らかになった諸元に基づく研磨洗浄装置の製作が必要であった

・高効率GaN白色LEDによるLED市場の拡大
‐現行の2倍の効率を実現するGaN-LEDの導入により、LEDが幅広い用途に利用されるようになり、市場が拡大する
・高効率GaN白色LEDによるLEDの低コスト化
‐大型で複数枚同時の結晶成長装置の開発により、製造コストを低減することが可能であり、高効率LEDの低コスト化を実現することができる

・開発した技術をもとに資金調達を行い、資金を提供するパートナーとの合弁の形で製造会社を設立し、本格的なGaN基板製造を実施する
・さらに大型・高効率の結晶成長装置、多数の基板を切削研磨できる装置を開発する
・CMP工程に用いるスラリーの使用効率を向上させる