Laser Focus World JAPAN　レーザーフォーカスワールドジャパン

April 30, 2013, 東京--日立電線は、サファイア基板上に高品質な窒化ガリウム(GaN)単結晶薄膜を成長したGaNテンプレートの新規量産技術を開発し、販売を開始した。
この製品を白色LED用エピタキシャルウェハ(白色LED用エピウェハ)の下地基板とすることで、白色LED用エピウェハの生産性とLED特性の大幅な向上が可能となる。このため、競争環境の激しい白色LEDメーカーにとって、業界ポジション向上のための効果的なソリューションになると期待される。
白色LEDは、その省エネ性・長寿命性から、液晶用バックライトへの適用にはじまり、近年では一般照明用として急速に需要が拡大している。白色LED用エピウェハは、サファイア基板上に10μm程度の厚いn型GaN層を成長した上に、1μm程度の薄い活性層とp型GaN層を積層した構造となっている。一般的な製造工程では、これら全ての結晶層はMOVPE法により形成されるが、MOVPE法は原子レベルでの膜厚制御が必要な活性層の成長には適している反面、良質なn型GaN層を厚く成長するには長時間を要するといった難点がある。そのため、白色LED用エピウェハの成長回数は1日あたり1～2回程度が限界で、生産効率の高い製造方法の確立が課題となっている。
この課題を解決するため、日立電線はMOVPE法による成長の下地基板に用いるGaNテンプレートを開発した。
GaNテンプレートはサファイア基板上にn型GaN層を成長した構造。GaNテンプレートを用いることで、LEDメーカーはn型GaNバッファ層の成長が不要となり、成長に要する時間を従来の2分の1程度に短縮することが可能となる。また、同社製GaNテンプレートでは低抵抗化と高結晶性の両立が可能であるため、大電流を必要とする高出力LEDにも適している、と日立電線は主張している。
日立電線はこれまでに、青紫レーザ等に用いられる単結晶GaN自立基板を開発し、その製造のためにHVPE法に基づく独自の結晶成長技術を発展させてきた。この独自成長技術をベースに、今回は、高品質GaNテンプレートの高効率製造技術・装置を新たに開発し、量産体制を構築した。

GaNテンプレートの主な特徴。
・GaN自立基板開発で培った成長技術に基づく、高い結晶性と高い表面品質
・高出力ウェハ・ボンディング型LEDなどにも適した低抵抗n型GaNバッファ
・平坦表面サファイア基板および各種PSS*4に対応
・2～6インチ径ウェハに対応（8インチも計画中）