GaN�T晶からウェーハにスライスするレーザー�\術で�攵掚を�屬欧�
GaNパワーデバイスがすでにスマートフォンの���]充電�_(d│)などに使われているが、GaN�T晶の加工にもメドがついたようだ。SiC同様、GaNバルク�T晶も�wく、バルクのインゴットからウェーハにスライスすることが�Mしかった。ディスコが比較的�~単にスライスできる�\術を開発、ウェーハとして使える収量も37.5%�\やせることがわかった。
図1 パワー半導��デバイスの耐圧とオン�B�^ 出�Z：�@古屋�j(lu┛)学
GaNパワートランジスタはHEMT（高電子�‘暗戰肇薀鵐献好拭帽暑]が�Hく、電流はチップ表�Cに�pって横��(sh┫)向に流れる。しかし、SiC MOSFETやSi IGBTのように、バルクを�W(w┌ng)��して�e��(sh┫)向に電流を流すような構�]にすると耐圧は1200V以�屬箸譴��屬法�電流も�Hく流せる。また、パワー半導��に�L(f┘ng)かせない��性であるオン�B�^はSiCよりも小さく、ロスが少ない（図1）。しかし、�T晶作りが容易ではない。�L(f┘ng)陥が�Hく、しかも�T晶成長に時間がかかるからだ。
GaNはSiC�T晶と同様、機械的に�wいという��長があり、�T晶ブール（インゴット）から複数のダイシングソー刃でウェーハ�Xにスライスしていくが、薄く切り出すことが�Mしかった。ディスコは、GaN�T晶インゴットの表�Cから内�陲���点を合わせ、レーザーをスキャンしながら���Cに照�o(j━)する��(sh┫)法を使い、表�C�霾�をウェーハとして���`する�\術を開発した（図2）（参考�@料1）。同社はSiC�T晶で培ったウェーハに切り出すKABRAと�}ぶ�\術（参考�@料2）をGaNに応��した。
図2 ディスコが開発したレーザー照�o(j━)によるウェーハ���`�\術 出�Z：ディスコ
��来のようなワイヤー加工による��(sh┫)法では、ウェーハ表�Cに厚さ40µm��度のうねりが発�擇掘△修譴鮟�去するためにラッピング研磨が��要だったが、今�vのKABRA法ではこのラッピング研磨工��がいらない。ただし、ユーザーが指定する厚さに仕�屬欧觚λ瓩���要。その�T果、��来のワイヤー加工では8��のウェーハしか�Dれなかったインゴットから11���Dれるようになると共に、1時間当たりのウェーハ�攵���数が��来なら1��だったのが6��可�Δ砲覆辰拭８�削に伴う材料の��失も��来の100µmから60µmに��(f┫)った。ウェーハへの加工時間も�j(lu┛)幅に��(f┫)少し、コストを下げられるようになる。
この�\術に関する����は、出願中を含み34�Pあるとニュースリリースでは述べているが、同様にレーザーを��いてGaN�T晶をウェーハにスライスする�\術は�@古屋�j(lu┛)学未来材料・システム研�|所の�W野浩教�b、田中敦之��任��(ji└)教�bらのグループでも開発し、2022�Q5月に発表している（参考�@料3）。
�@古屋�j(lu┛)学のグループは、1��のウェーハに���`する�\術について述べられており、レーザーを照�o(j━)した後、ウェーハとなるべき�霾�に�aったテープを通して�Хe基��で保�eし引きはがすという��(sh┫)法を使っている（図3）。ウェーハ厚は50µm��度であるため、ウェーハにデバイスとなる動作層が形成されている場合でも使える。実�xでは厚さ450µmのウェーインゴットから、50µmの厚さのウェーハに加工している。
図3 GaN基��をレーザーによってスライスする�\術 出�Z：�@古屋�j(lu┛)学
実は、この�}法は、Infineon Technologiesが2018�Q11月に�A収したSiltectra社が開発したCold Split�\術に�瑤討い襦�参考�@料4）。この�\術は、厚さ350µmのSiCウェーハ�屬縫妊丱ぅ��覦茲鮑遒辰晋紊縫妊丱ぅ��覦菠�のウェーハをはがす�\術である。SiCウェーハ表�C�屬縫譟璽供爾鬟好�ャンしながら照�o(j━)した後、ウェーハ�Хe��のテープを張る。その後、冷却すると�Хeテープに張り��いた�霾�を、ウェーハとして分�`しはがすことができる。ウェーハ��数を�\やすことができ、SiCだけではなくGaNにも適��できると述べている。
こういった�\術は、ウェーハを切り出す厚さの深さにレーザーの��点を絞り、レーザーをウェーハにスキャンしながら照�o(j━)すると、��点のあった内�陲硫醜��馮焼����T晶が�霾�的に分解し、はがれやすくなる。��点は�T晶内�陲膨蠅瓩襪燭疉��C�屬離妊丱ぅ��覦茲�形成されていても使える�\術である。はがす��(sh┫)法は�Q社まちまちだが、この�}法はウェーハ��数を�\やせるため、��来の��(sh┫)法よりもコストを下げることができるようになりそうだ。
参考�@料
1. 「GaNウェーハ�攵�に最適なKABRAプロセスを開発」、ディスコ (2023/07/03)
2. ディスコ社KABRAプロセスの説��
3. 「ロスなく�]時間でGaN基��レーザスライス�\術を発��」、�@古屋�j(lu┛)学 (2022/05/31)
4. "SILTECTRA – Innovative Splitting Technologies", Infineon
