名古屋大、GaN基板レーザースライス技術を開発：切断時間が短くロスも極めて少ない

名古屋大学は、GaN（窒化ガリウム）基板の切り出しを「少ないロス」で「短時間に行う」ことができるレーザースライス技術を、浜松ホトニクスと共同で開発した。GaNデバイスのコスト削減につながる技術として注目される。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

デバイス形成後に基板を薄くする工程などにも利用できる

　名古屋大学未来材料・システム研究所の天野浩教授と田中敦之特任准教授らによる研究グループは2022年5月、GaN（窒化ガリウム）基板の切り出しを「少ないロス」で「短時間に行う」ことができるレーザースライス技術を、浜松ホトニクスと共同で開発したと発表した。GaNデバイスのコスト削減につながる技術として注目される。

直径4インチGaN基板のレーザースライス工程例 出所：名古屋大学

　単結晶のGaN基板は、高い性能のパワー半導体を作製できる材料であり、発光素子の材料としても利用されている。半面、結晶は硬くてもろい物質のため加工がしづらく、GaN結晶から切り出したGaN基板の価格が高いなど、用途を拡大するには課題もあった。

　GaN結晶からGaN基板を切り出す方法として、現在はワイヤソーなどが用いられているという。この方法だと、切断部分の結晶が切りくずとなって、無駄が生じていた。切断面を平たんにするため、スライス後に研磨する工程が必要な場合もある。

GaN基板レーザースライス技術の主な特長 出所：名古屋大学

　これに対し、レーザー技術を活用した方法は、GaNのへき開を利用して切断する。このため、原理的に切りくずなどの無駄が生じないという。切断面のうねりも少なく、スライス後の研磨量を抑えることができる。また、GaN結晶に大きな振動やストレスを与えず切断できるため、パワー半導体を作製した後に、基板を薄くする工程などにも利用することが可能だという。