製品情報

窒化ガリウム(GaN)ウエハー「FGAN」

概要

窒化ガリウムウエハー

FGANは、GaNの製造に一般的に用いられる気相結晶成長法ではなく、日本ガイシ独自の液相結晶成長法によりウエハー全面にわたる低欠陥密度を実現したGaNウエハーです。

今までにない超高輝度のレーザーダイオードや高効率なパワーデバイスを実現し、プロジェクター用光源や電気自動車用インバーターなどに活用できます。

特長

高い結晶性を実現

平衡系である液相から晶出したFGANは、結晶内に含まれる欠陥が少なく、非常に高い結晶性を示します。
結晶性の高さは、これを用いて製造する光デバイス・高周波デバイス・パワーデバイスの出力や効率の向上、および、信頼性の向上に寄与します。

ウエハー表面のカソードルミネッセンス像※

ウエハー表面のカソードルミネッセンス像によるウエハー表面の結晶欠陥の写真

X-rayロッキングカーブ※

面指数 半値幅
(0002) 50秒(典型値)
  • 結晶性を回折X線の鋭さで評価する手法
X-rayロッキングカーブのグラフ

不純物濃度を減らし高い透明性を実現

FGANは不純物元素の含有量が小さいため、光吸収係数が非常に小さく、高い透明性を示します。
高い透明性は、これを用いて製造する光デバイスの素子内での光吸収を抑制し、出力の向上に寄与します。

SIMS分析結果

元素 含有濃度(ppm)
Li <0.01*
O 2
Na <0.01*
Mg 0.2
Al 4
Si 1
Ca <0.01*
  • 検出下限

吸収係数

吸収係数のグラフ

製品展開

レーザーダイオード等の光源デバイス向けに直径2インチ品の量産体制を構築済みです。

高周波デバイス※1やパワーデバイス※2への適用を見据え、現在、さらなる大口径化・低転位化に取り組んでおり、早期の量産体制の構築を目指しています。

  • ※1高周波デバイス:5G無線基地局、レーダー、衛星通信等で用いられる高周波信号増幅用の半導体素子
  • ※2パワーデバイス:電気自動車・プラグインハブリッド車のインバーター、太陽光発電用パワーコンディショナー等で用いられる大電力制御用の半導体素子
GaNウエハーの製品例
左: n型導電性2インチ(レーザーダイオード用)、中央: n型導電性6インチ(パワーデバイス用)、右:半絶縁性4インチ(高周波デバイス用)

ウエハー仕様例

項目 単位 2インチ 4インチ 6インチ
直径 mm 50 ± 0.3 100 ± 0.3 150 ± 0.3
厚み µm 330 ± 30 360 ± 40 400 ± 60
TTV µm ≦ 20 ≦ 20 ≦ 50
SORI µm ≦ 25 ≦ 50 ≦ 100
主面方位 - (0001) (0001) (0001)
オフ角度 degree 0.5 ± 0.2 0.5 ± 0.25 0.5 ± 0.3
欠陥密度 /cm2 ≦ 2x106
キャリア濃度 /cm3 ≧ 2x1018
比抵抗 Ω・cm ≦ 0.02
仕上げ:Ga面 - 鏡面
仕上げ:N面 - 粗面

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