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【GNC Letter 91】パワーデバイス、光デバイス材料として注目されるAlN

【GNC Letter 91】パワーデバイス、光デバイス材料として注目されるAlN
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関係各位 日頃は格別のご高配を賜り、誠に有難うございます。HEVやLED照明の普及に伴い、放熱対策の重
要性が高まっています。その中で、放熱材料の一つとして、熱伝導性・絶縁性・耐プラズマに優れたAlNの需要
が広がりつつあるようです。パワーデバイス等向けにGaN、SiCに続く化合物半導体材料としても今後期待が高
まっています。
GNC Letter 91は、AlN関連の動向をお届けします。

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●AlNセラミックスのリーディングメーカー・トクヤマは、LED実装用AIN製品の開発に注力してきており、ポスト
ファイア法によるAlNメタライズ基板を提供している。これはAlNセラミックス基板にCuのパターンを後焼成する
ことで収縮の問題を抑制した。最近では、高輝度化や放熱に有利なことからLEDのフリップチップ実装が増加
しており、それに対応して基板の配線パターンの微細化を進めたり、パッケージを小型化できるビア付き製品の
開発を行っている。また、LED照明は低価格化が激化してきており、コスト削減が重要なことから、安価な樹脂
基板に混ぜて使うことで基板の放熱性を高められる粉末状のAlNの開発で市場の開拓する。

●効率やコストの点などから実用化はまだ遠いものの、医療や環境分野への深紫外線LEDの応用が期待され、
多くの企業・研究機関が開発に取り組んでいる。独立行政法人理化学研究所と科学技術新興機構は2010年、
AlNをベースとして波長250nmで15mWの出力を達成したと発表した。「アンモニアパルス供給多段成長法」とよ
ぶ新手法により高品質のAlNバッファ層をサファイア上に形成したことで内部量子効率を飛躍的に向上させた。
これに加え、多重量子障壁(Multi-Quantum Barrier:MQB)構造を導入してp型半導体層にすり抜ける電子を反
射させて発光層への注入量を増やした。今後は現在8%程度にとどまっている光取り出し効率の大幅な改善を
めざすという。

●米国エネルギー省(DOE)は、2011年6月に新たに8つの次世代照明関連開発プロジェクトに合わせて1,478万
USドルの助成を発表した。この中で、Veeco Instrumentsの子会社であるVeeco Process Equipmentが、最も高
額となる400万USドルを獲得した。同社はSi上へAlNバッファ層をPVDで形成するシステムおよびプロセスの開
発を目指している。これによって既存のシリコン製造ラインを活用してLEDの生産が可能になり、大幅なコストの
低減とLEDの効率向上も見込める。このプロジェクトにはGaNウエハメーカーのKyma Technologiesも協力して
いる。同社はサファイアやシリコン上に独自のPVDNC(Plasma Vapor Deposition of NanoColumns)技術による
AlNテンプレートの製造実績を保有しているが、現在HVPEプロセスを用いた紫外線LED向けのAlNバルクウエ
ハの開発にも取り組んでいる。

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最終更新 2011年 6月 14日(火曜日) 14:26