GaN-on-Diamondウェーハをサンプル出荷
英Element Six社がGaN-on-Diamondの4インチウェーハをサンプル出荷した。ダイアモンドの魅��は何といっても絶縁��ながら�X�B�^が極めて低いこと。このため、高周�Sパワートランジスタにはうってつけ(参考�@料1)。�X伝導率が1600W/mKと高く、放�X性が優れているため、��来のSiCを基��とするGaNよりも性�Δ�高い。
図1 Element Sixが発売した4インチのGaN-on-Diamondウェーハ
Element Sixは以�iから、ダイアモンドウェーハを供給してきており(参考�@料1)、現在4インチのダイアモンドウェーハを出荷しており、6インチも��野に入れている。今�vのGaN-on-Diamondで��いたウェーハサイズは4インチ（100mm）(図1)。その��法について今�v��らかにした。
GaN-on-Diamondウェーハを作��する場合、ダイアモンドの�X�B�^が低くても、GaNやそれらの�c�Cにある層の�X�B�^が高ければあまり効果はない。通常は、ダイアモンド�T晶の�屬�GaN層を直接成長することができない。格子定数が異なり、歪が入るからだ。このため���〜悗鮴澆韻�。当初はダイアモンド-���〜�-AlGaN層-GaN層という構�]だった。しかし、GaNアクティブ層からダイアモンドへ、できるだけ早く�Xを逃がしたい。最�Zの同社はAlGaN層を�Dり外す構�]を�uることに成功した。この�T果、これまでよりもっとも低い�X�B�^を�uられたという�lだ。
ダイアモンド膜は、メタルの基���屬妹XやプラズマのCVD成長で作��する。この場合は�H�T晶になるが、実際のダイアモンドウェーハではグレインバウンダリが見えにくく良好な��性を��すようだ。例えば図1のウェーハは�Aめにして�`を凝らすとグレインバウンダリが見えるが、単に�屬�ら見ている限り、それは見えにくい。�H�T晶ではなく、単�T晶を成長させる場合には、小さな�|�T晶を基��とするため、�j口径は望めない。
ただ、GaN-on-Diamondの作��はそれほど�~単ではない。まず、GaN-on-Si基��を使い、GaN層を表�Cとして、ガラスのついたシリコン基��をGaN層に接��する。この後、最初の基��のSiと、その�屬良��〜悄�Si-GaN�c�C層）を除去したのち、GaN�屬寮楙�層を�\積する。その�屬縫瀬ぅ▲鵐皀鵐描悗鮴�長させ、単なる�Хe層の役割を果たしてきた、2番�`のガラス層-シリコン基��を削り落とす。この�X��でダイアモンド-接��層-GaN層の構�]ができる。実�△垢襪燭瓩縫瀬ぅ▲皀鵐��笋鬟瀬ぅ▲皀鵐疋�ャリアに搭載する。そのダイアモンドとダイアモンドキャリアの間にはセラミックの接��層を設けておく。ダイアモンド層とGaN層との間の接��層の厚さは35nmと薄い。
Element SixはCVD成長�\術に20�Q以�屬侶俎xを�eち、この�\術をライセンスするつもりはない。�O社で�攵�してウェーハを提供する。ダイアモンドウェーハは現在600��/月の�攵盋を誇るとしている。RFパワートランジスタのパッケージ材料には、�X�B�^の低さだけではなく、�a度サイクルによる信頼性も確保する��要がある。このためダイアモンドとダイアモンドキャリアとの間の接��層のセラミックと、ダイアモンドとGaNの間の接��層の���Iにノウハウがあるとしている。1000�v以�屬倫a度サイクル試�xをクリアしているという。
参考�@料
1. Element Six社、GaN-on-Diamondウェーハで�X�B�^を4割削�� (2014/06/18)
