日本衝電氣工業株式會社（OKI）於9月5日宣佈，與日本信越化學工業進行合作，在信越化學獨自改進的QST基底上使用OKI的CFB技術，成功地單獨剝離出了GaN（氮化鎵）功能層，併成功地將其與其他材料的基底鍵合。該技術使得GaN垂直度導電成爲可能，有望實施和普及可控制大電流的垂直度GaN功率元件。未來兩家公司將計劃透過與製造GaN元件的公司合作，推進開發可實際應用的垂直度GaN功率元件。
新技術概要（供圖：OKI）
GaN元件作爲可應用於需要1800伏特以上的高耐壓的功率元件，以及用於Beyond5G的高頻率設備和高輝度的微LED顯示裝置等兼具高性能和低能耗的新一代設備而備受關注。
尤其是垂直度GaN功率元件作爲可提高電動車續航里程和減量充電時間等電動車基本性能的器件，可以預見未來需求量將大幅增加。
然而，要實施垂直度GaN功率元件的社會應用，還需要解決晶圓的大口徑化以提高生產力以及實施垂直度導電以達到大電流控制這兩大問題。
信越化學的QST基底是由美國Qromis公司開發的專用於GaN成長的複材基底，信越化學於2019年獲得了許可。由於GaN和熱膨脹係數相等，因此其特徵是可以抑制彎曲和開裂等問題。由此在8英寸以上的晶圓上也能實施高耐壓的厚膜GaN的晶體成長，從而解決了晶圓的大口徑問題。
另一方面，OKI的CFB（Crystal Film Bonding）技術是一項將該公司開發的晶體膜從成長基底上剝離並鍵合到其他材料基底上的技術。利用CFB技術，可以在GaN功能層仍保持高性能設備特性的狀態下將其從QST基底層上剝離。
此外，去除GaN晶體成長所需的絕緣緩衝層，同時藉助能實施與符合歐姆定律的線性電流-電壓曲線進行電鍵合（歐姆接觸）的金屬，可以將GaN功能層連接到各種基底上。比如將其連接到具有高熱放射性的導電基底上，可以同時實施高熱放射和垂直度導電。
信越化學和OKI的技術合作解決了上述兩個問題，爲實施垂直度GaN功率元件的應用鋪平了道路。
今後兩家公司將向製造GaN元件的企業提供QST基底或外延基底，並透過合作夥伴和許可的形式提供CFB技術，推廣垂直度GaN功率元件。
另外，OKI還希望透過CFB技術爲半導體元件提供跨越單一材料的附加價值，實施公司「共創美好社會」的願景。
此外，信越化學於9月6日至9月8日在臺北市舉辦的「臺灣半導體展」上發表了關於該技術的演講。
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
