信越化学工業株式会社と沖電気工業株式会社（OKI）は、2023年9月5日、信越化学が独自改良したQST基板※1からOKIのCFB技術※2を用いてGaN（窒化ガリウム）機能層のみを剥離し、異種材料基板へ接合する技術の開発に成功したことを発表した。

信越化学のQST基板は、GaNと熱膨張係数が同等であるため、反りやクラックの抑制が可能。そのため、8インチ以上のウエハでも高耐圧な厚膜GaNの結晶成長が可能となり、大口径化の課題を解決する。

また、OKIのCFB技術はQST基板から高デバイス特性を維持した状態で結晶成長したGaN機能層のみを剥離することが出来る。さらに、GaN結晶成長に必要な絶縁性バッファー層を除去し、オーミックコンタクトが可能な金属電極を介してさまざまな基板に接合することができるため、放熱性の高い導電性基板に接合することで、高放熱と縦型導電の両立を実現するとしている。

これまで縦型GaNデバイスを実現するためには、φ4インチまでの小口径かつ高価なGaN基板上にGaN層を形成するGaN-ON-GaN基板を用いる必要があったが、今回の製造方法によって、大口径化の達成や、結晶成長の為にGaN基板を用いる必要が無くなることから、大幅なコスト削減が期待されている。

※1 QST基板　Qromis社により開発されたGaN成長専用の複合材料基板。2019年に信越化学がライセンス取得。

※2 CFB技術　Crystal Film Bondingの略。OKIが開発した、結晶膜を成長基板から剥離し異種材料基板へ接合する技術。