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GaN-on-Si 基板に対するフィルム研磨方式エッジポリッシュの有効性について①

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GaN(窒化ガリウム)は、パワーデバイスやLED、高周波用途に使われる半導体材料です。 単結晶基板と共にSi(シリコンウェーハ)上にGaN層を成長させるGaN-on-Si(ガン・オン・シリコン)も近年急激に広がりを見せている状況であり、GaNデバイス製造の大幅コストダウンを達成する手法の一つとして期待されています。

しかしGaN-on-SiはGaN層とSi層とか高い熱膨張係数の差を有し、それによってもたらされる引張応力によりGaN層の破壊生じやすく、またわずかな衝撃やきっかけ特にエッジ部の欠陥により安易に割れてしまうため、取扱いが困難な基板の一つとして扱われています。

その問題を避けるため、GaN-on-Siについては 下記の対策を施すことが多くあります。

  • ① 規格外の非常に厚いSi基板を用い、GaN層成長後の反りを抑制する
  • ② 規格外厚のSi基板の調達が困難な場合、大口径サイズの基板からサイズダウンを行い その厚さを確保する
  • ③ 欠陥が発生しやすいGaN-on-Siの外周部付近を除去するためGaN膜成長後にサイズダウン加工を行う。

いずれの対策方法もGaN-onSiが抱える問題に対し一定の効果は期待できますが、規格外のSi故エッジ部においては十分なトリートメント(面取り加工、鏡面化)が行われていない場合が多く、またサイズダウン処理後に露出する鋭利で荒れたエッジ部はGaN-on-Siの強度に致命的な悪影響を与えることになり、その対策の効果が得られていない、もしくは得にくい状況が一般的です。

Mipoxのフィルム研磨方式エッジポリッシュプロセスは、以下の特徴を有し GaN-on-Siが抱える諸問題の解決のため効果を発揮します。

  • 低ダメージでGaN-on-Si基板のエッジ部を面取り、鏡面化まで処理可能(研削加工と比較してGaN層への影響(ストレス)が少ないとされている)
  • GaN-on-Siの特徴である反りの抑制のために用いられる極厚Si基板にも柔軟に対応可能
  • 大きく湾曲しているGaN-onS基板もそれを矯正することなくエッジ部の面取り・鏡面化が可能。GaN層へのストレスが少ない。


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研磨機構概要


研磨加工中写真


SOLEXEL 60sec #800

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