○平成28年度【ステージⅢ】NexTEP-Aタイプ

※ＮｅｘＴＥＰ評価委員会委員は、こちらをご覧ください。
※研究者の所属や企業名等はいずれも採択課題公表時のものです。

ＮｅｘＴＥＰ－Ａタイプ 追加採択課題１件　(平成29年10月25日発表)

課題名	新技術の 代表研究者	開発実施企業	新技術の内容
GaNパワーデバイス量産用超低抵抗GaN再成長装置	京都工芸繊維大学 グリーンイノベーションセンター 特任教授 上田 大助	大陽日酸株式会社	本開発は、高密度窒素ラジカル発生技術とピコ秒パルスレーザーによりGe （ゲルマニウム）を溶融させた液体金属Gaをアブレーション（昇華）することにより高い成長速度で低電気抵抗のGe-GaN（窒化ガリウム）膜を再成長できる大口径基板(4～6インチ)対応の量産型の超低抵抗GaN再成長装置を提供する。 地球温暖化抑制のための省エネ化は、地球規模の継続的な課題であり、SiC（炭化ケイ素）およびGaN を用いたパワーデバイスは従来のSi（シリコン）と比べて、バンドギャップが広く、絶縁破壊電界が高いことから、高耐圧でありながら低損失な素子の実現を可能とし、高効率の電力変換機器を実現するためのキーデバイスとして期待されている。特にGaNについては、電子飽和速度、キャリア移動度の面でSiCより優れていることから、高速なスイッチング動作に向くため，より速いスイッチング周波数を求める用途に適している。 GaNはSiの10 倍以上の電流密度があるため、金属配線層とのコンタクト抵抗は最大の損失要因になる。ここに高濃度不純物層を再成長させることでコンタクト抵抗を大幅に削減できることがわかっている。しかしながら、十分な密度の窒素ラジカルの発生技術とGeを溶融させた液体Gaを効率よくアブレーションできる励起光源がなく、この再成長GaNを大口径基板上に均一かつ低コストで実現することがいままでは困難であり、GaNパワーデバイス普及の妨げとなっていた。 本技術は、比較的低温で高濃度不純物電極層を再成長できるため昇降温時間を短くできるため装置のスループットが極めて高くなる。また超高真空プロセスや高濃度の半導体材料ガスを使用しないため高い設備稼働率と環境負荷の少ない製造装置である。 本開発により、パワーデバイスのボリュームゾーンである200ボルト以内の中・低電圧領域のスイッチングデバイスや高周波デバイスにおけるGaNの普及が促進することが期待される。

ＮｅｘＴＥＰ－Ａタイプ 採択課題１件　(平成29年6月1日発表)

課題名	新技術の 代表研究者	開発実施企業	新技術の内容
減圧プラズマによる高効率除害装置	東京大学大学院 工学系研究科 マテリアル工学専攻 教授 一木 隆範	カンケンテクノ 株式会社	本開発は、半導体の量産工程で発生する排ガスの処理について、「減圧プラズマ式」により低ランニングコストの除害装置を提供するものである。 半導体、ＦＰＤ，ＰＶあるいはＬＥＤなどの電子デバイスの製造では、シリコンやガラスの基板に薄膜を形成し、これをパターニングする工程が繰り返される。この製造工程には、可燃性ガス、毒性ガスや温室効果ガスが多量に使われる。これらのガスを直接大気に放出することはできず、無害化するための除害装置の設置が必須である。従来の除害装置では、安全性を確保するためにプロセス装置の排気を大量の窒素ガスにより約１００倍希釈し、大気圧下で高温加熱処理をして無害化している。この高温加熱処理のために投入するエネルギーの大半は、有害ガス以外の希釈ガスの加熱に使われているため非効率であり、この高温になった大量の排気を、大気放出前に常温に戻すための冷却にも余分なエネルギーが消費されている。また、プロセス装置の排気配管に生成物が付着することを防ぐために、配管を常時加熱することも行われている。このように、大気圧下で除害する場合には希釈ガスの使用や加熱等が必須でありランニングコストの上昇が課題であった。 本技術は、希釈ガスの使用や配管加熱などが不要となる１０ｋＰａ程度の減圧下で有害ガスを直接プラズマ処理して無害化するものである。このため均一なプラズマ生成が難しい１０ｋＰａ付近の減圧下でも均一なプラズマを安定して生成させるための電極構造、電源仕様、電力供給方法等の検討を行い高効率の除害装置を開発する。 これにより、排ガス希釈用窒素ガスの削減、配管加熱の削減、メンテナンス時間の削減等、半導体量産工程のランニングコストを大幅に削減する効果が期待される。