日本冲电气工业株式会社（OKI）于9月5日宣布，与日本信越化学工业进行合作，在信越化学独自改进的QST基底上使用OKI的CFB技术，成功地单独剥离出了GaN（氮化镓）功能层，并成功地将其与其他材料的基底键合。该技术使得GaN垂直导电成为可能，有望实现和普及可控制大电流的垂直GaN功率元件。未来两家公司将计划通过与制造GaN元件的公司合作，推进开发可实际应用的垂直GaN功率元件。
新技术概要（供图：OKI）
GaN元件作为可应用于需要1800伏特以上的高耐压的功率元件，以及用于Beyond5G的高频率设备和高亮度的微LED显示器等兼具高性能和低能耗的新一代设备而备受关注。
尤其是垂直GaN功率元件作为可提高电动汽车续航里程和减少充电时间等电动汽车基本性能的器件，可以预见未来需求量将大幅增加。
然而，要实现垂直GaN功率元件的社会应用，还需要解决晶圆的大口径化以提高生产率以及实现垂直导电以达到大电流控制这两大问题。
信越化学的QST基底是由美国Qromis公司开发的专用于GaN生长的复合材料基底，信越化学于2019年获得了许可。由于GaN和热膨胀系数相等，因此其特征是可以抑制弯曲和开裂等问题。由此在8英寸以上的晶圆上也能实现高耐压的厚膜GaN的晶体生长，从而解决了晶圆的大口径问题。
另一方面，OKI的CFB（Crystal Film Bonding）技术是一项将该公司开发的晶体膜从生长基底上剥离并键合到其他材料基底上的技术。利用CFB技术，可以在GaN功能层仍保持高性能设备特性的状态下将其从QST基板上剥离。
此外，去除GaN晶体生长所需的绝缘缓冲层，同时借助能实现与符合欧姆定律的线性电流-电压曲线进行电键合（欧姆接触）的金属，可以将GaN功能层连接到各种基底上。比如将其连接到具有高散热性的导电基底上，可以同时实现高散热和垂直导电。
信越化学和OKI的技术合作解决了上述两个问题，为实现垂直GaN功率元件的应用铺平了道路。
今后两家公司将向制造GaN元件的企业提供QST基底或外延基底，并通过合作伙伴和许可的形式提供CFB技术，推广垂直GaN功率元件。
另外，OKI还希望通过CFB技术为半导体元件提供跨越单一材料的附加价值，实现公司“共创美好社会”的愿景。
此外，信越化学于9月6日至9月8日在台北市举办的“台湾半导体展”上发表了关于该技术的演讲。
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
