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プロジェクトの基本情報

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2019年3月18日更新

世界初CARE法の量産加工を実現!

東邦エンジニアリング 株式会社

プロジェクト名 車載用SiC及びGaN基板の実用化を目指すCARE法加工技術の開発
対象となる川下分野 自動車、航空機、エネルギー、環境、産業機械、その他(半導体)
川下企業におけるニーズの対応 高機能化(精度・性能の向上など)
信頼性・安全性(信頼性の高い検査技術の実現など)
低コスト化(ランニングコスト低減、ロス削減、 省力化など)
上記ニーズに対する具体的な数値 原子レベルの平坦化、無欠陥の基板を提供:信頼性100%
加工液等の更なる開発によりコスト60%削減
事業実施年度 平成25年度~平成27年度
事業化状況 補完研究中(完成に向けて現在研究中)
対象としている素材 SiC,GaN

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
SiCやGaNは、パワーエレクトロニクスシステムの更なる高出力密度化を可能にするものと期待されている。しかしコストにおいてSiと置き換えられるレベルを実現しなければ、自動車等への採用は進まない。また基板の表面にわずかでも傷があれば不良品となるため、SiC及びGaN基板を傷なく高品位に平坦化することが非常に重要である。
この課題を解決するために、基板の原子レベルの平坦化が可能であり且つ無欠陥である大阪大学で発明されたCARE法に着目し、より安全性と経済性を高め、SiC及びGaN基板の量産加工が可能な平坦化加工技術を開発するに至った。

研究開発のポイント
従来のCARE法は、加工液であるフッ化水素酸(HF)の大量消費によるコスト、触媒材料である白金(Pt)、及び基板加工後の王水洗浄によるコストが課題であった。
そこで、加工液保持型基板回転ヘッドの開発によりHFの量を1/4以下、新規触媒としてニッケル(Ni)を使用することにより従来コストの1/2000にし、且つ新洗浄技術を加えることにより、洗浄コストを20%削減した。
研究開発のポイントは、CARE法に小振幅揺動方式を取り入れた点である。この方式により、高品位な基板加工を維持しつつ、コスト削減を実現させることが可能になったといえる。
研究開発の具体的な成果
新たな機構を取り入れたCARE法においても、SiC及びGaN基板を原子レベルに平坦化させ、且つ無欠陥であることに変わりはない。基板が平坦且つ無欠陥であることは、デバイスのリーク電流を1~2桁低減できる省エネ効果を実現させ、歩留率の向上、更には自動車や航空機等の安全性を確保することに結び付く。
また異種基板を用いた結晶成長技術には限界があるといわれており、大きな性能向上を図るうえでも、SiC及びGaNの単結晶が切望されている。CARE法は、種結晶の創成に対しても利用可能であり、結晶欠陥低減においても重要な役割を果たすといえる。

事業化への取り組み

知財・広報活動 加工液保持型基板回転ヘッド:特許第5935168号
小振幅加工方式:特許出願中
展示会:人とくるまのテクノロジー展、イノベーション・ジャパン2016、
    第18回国際結晶成長学会(ICCGE-18)
講演会:第 5 回産官学連携研究開発講演会
今後の見通し 現在フッ化水素酸を使用せず、水のみで加工できる画期的なCARE法を開発中であり、1年以内に本方式による事業化を目指している。当初は、基板の受託加工により事業を進めるが、大量生産をするには、設備投資等のリスクがある。すでに装置販売の問い合わせが多数あるため、2018年からは、装置販売を主たる事業として展開していきたい。

研究開発の体制

事業管理機関 公益財団法人三重県産業支援センター
法認定事業者 東邦エンジニアリング株式会社
研究実施機関 東邦エンジニアリング株式会社
国立大学法人大阪大学
クリテックサービス株式会社
三重県工業研究所
アドバイザー 株式会社デンソー
株式会社豊田中央研究所

PRコメント

地球温暖化や省エネ対策が国際的な重要課題になっている。本開発技術は、自動車、電車をはじめ、電力、一般産業用、民生用の次世代パワーデバイスに広く適用できるものであり、安全性やコストを大幅に改善できるため、標準技術としての普及が期待できる。
2020年には、自動車や新幹線にSiCインバータを搭載することが、発表されている。また、GaNも優れた高周波性能により、パワーデバイスの応用開発が急速に進められている。CARE法を用いれば、これら材料の完全な表面品質を創成することで、結晶本来の特性を引き出すことが可能になる。

企業情報

社名 東邦エンジニアリング 株式会社
(法人番号:4190001015669)
所在地 〒512-8041 三重県四日市市山分町字川之下443
電話番号 059-364-3811
社員数 9名 (男性  7名、女性  2名)
資本金 5,000万円
業種 電子部品・デバイス・電子回路製造業
事業内容 SiC・GaN基板加工,その他基板加工
半導体CMPパッド加工,パッド加工装置製造,パッド着脱用補助板製造,パッド再生加工サービス,基板CMP加工
URL http://www.tohokoki.jp/e-top.html
保有する生産設備と
スペック
CARE法加工装置,クリーンルーム(クラス100),スピン乾燥装置, 検査装置(SiCウェハ欠陥検査・レビュー装置,全反射蛍光X線分析装置,AFM,光干渉計測装置他),パッド加工装置(直径1100mm),研磨装置(直径200mm)
生産拠点エリア 国内 所在地:三重県四日市市山分町字川之下443
海外生産対応 可 対応可能エリア:米国,欧州,台湾,韓国,中国
主要な取引先 半導体製造メーカー及び関連部材メーカー
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
新事業開発部
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