豊田合成　次世代パワー半導体向け「 GaN基板の大口径化」に成功

News Release
2022 年 3 月 15 日


～省エネルギー社会の実現に寄与する新技術～
次世代パワー半導体向け「GaN 基板の大口径化」に成功
豊田合成株式会社（本社：愛知県清須市､社長：小山享）は､大阪大学と共同で､窒化ガリウム（GaN）を
用いた次世代パワー半導体（GaN パワー半導体※1）向けの基板の大口径化（直径の拡大）に成功しました。
パワー半導体は､産業機器や車､家電などの電力制御に幅広く使われています｡現在､社会全体でのカーボ
ンニュートラル実現に向け､再生可能エネルギーや電動車の大きな電力を制御する際の電力ロスを低減できる
次世代パワー半導体の実用化・普及拡大が期待されています。その１つである GaN パワー半導体の開発にお
いては、課題である生産性向上（コスト低減）の実現に向け、GaN 基板の高品質化・大口径化が求められてい
ます。
このたび当社と大阪大学は､環境省が主導するプロジェクト※2 において､ナトリウムとガリウムを混合した液体
金属の中で GaN の結晶を成長させる手法（ナトリウムフラックス法）を活用し､世界最大級となる６インチを超え
る高品質な GaN 基板（GaN 種結晶）を作製しました。今後､６インチの基板量産化に向けた品質の評価など
を行い、更なる品質改善と大口径化（6 インチ以上）を進めていきます。
※1 当社は GaN に関する知見（青色 LED･UV-C LED）を用いた次世代パワー半導体の開発
を進めている。
※2 ｢GaN 技術による脱炭素社会・ライフスタイル先導イノベーション事業｣。GaN 基板の開発をベー
スに､応用製品の社会実装による CO2 削減効果の検証までを含めた大型プロジェクト。

＜パワー半導体の作製プロセス＞
＜６インチ超GaN 基板（GaN 種結晶）＞ 基板の作製 半導体の作製
今回の
開発の成果




基板
（種結晶） バルク結晶 ウエハ 半導体チップ化 パワー半導体

６インチを超える基板を作製 種結晶の上に 堆積した結晶をスライスして
【世界最大級】 結晶を厚く堆積 複数の基板を作製
直径161 ミリメートル （工法：ナトリウムフラックス法）

成長した基板のサイズや品質は、種結晶に左右されるため、
種結晶の大口径化・高品質化がパワー半導体としての生産性・性能向上において重要となる。


＜大口径 GaN 基板作製のポイント＞ ＜活用が期待される領域＞
（ナトリウムフラックス法）

①青色LED の生産技術を応用して、 ②温度制御技術の向上・原料の攪拌
8 インチのサファイア基板に約10 万個 方法の工夫などにより、均一な結晶の
の GaN の微結晶を均等に配置 成長や不純物の抑制を実現


ナトリウムとガリウムを混合した
液体金属

成長した GaN 結晶 電力ロスの低減
⇒ 電力システム全体での CO2 削減
GaN の微結晶
サファイア基板


お問い合わせ先：豊田合成(株) 経理部 森田・清水 Tel. 052-400-5131