青色半導体レーザで新基板開発

September, 9, 2024, 大阪--大阪大学接合科学研究所　塚本雅裕教授らは、青色半導体レーザを用いたマルチビーム積層造形法による窒化アルミニウム基板への純銅皮膜形成技術の開発に成功した。これはDOWAホールディングス株式会社と株式会社島津製作所との共同開発による、従来とは全く異なる新技術である。

パワー半導体デバイスは、電力の制御や交流―直流変換等を行う半導体デバイスの総称で、高電圧や大電流を高速で制御することが可能。このパワー半導体デバイスの構成部品の１つにセラミックス基板の両面に銅板を接合させた金属セラミックス基板が用いられている。代表的なセラミックス基板には高熱伝導性を有する窒化アルミニウムが用いられており、さらなる高信頼性・低コスト化に向けた技術開発が進められている。

従来、窒化アルミニウムと銅の接合方法には活性金属を含むろう材を用いたAMB法(活性金属ろう付け法、Active Metal Brazing : AMB)が主流だったが、塚本教授らの研究成果である青色半導体レーザを用いたマルチビーム積層造形法を利用することにより、銅と窒化アルミニウムの直接接合が可能になった。今回の研究成果は、低入熱かつ局所加熱が可能である革新的技術を用いて窒化アルミニウム基板に対する純銅の直接接合を達成し、さらなる高信頼性化が期待されるとともに、材料ロスおよび製造工数の削減につながり、省エネルギー化やカーボンニュートラル社会の実現に貢献するものである。
(詳細は、https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2024/20240904_2)