【プレスリリース・研究成果】次世代パワー半導体窒化ガリウムの欠陥三次元イメージング技術を開発 ～非破壊・高速で欠陥を検出、結晶とパワーデバイスの高品質化を加速～

窒化ガリウム（GaN）は、青色LEDの材料として知られる一方、近年ではスマートフォンやパソコンの充電器、通信基地局、衛星通信、自動車などに用いられる高効率・高速動作のパワーデバイス材料としても注目されています。

こうした用途では、GaN結晶中に存在する転位などの結晶欠陥が、デバイスの性能低下や信頼性劣化の要因となるため、欠陥の低減が重要な課題となっています。そのためには、まず結晶内部の欠陥を正確に観察・評価する技術の確立が不可欠です。

JFCCは、セラミックフォーラム株式会社、三重大学と共同で、光学顕微鏡の一種である位相差顕微鏡を用い、GaN結晶中の欠陥を三次元的に可視化する技術を開発しました。位相差顕微鏡は、操作自体は比較的容易でありながら、従来は特殊な装置を用いなければ観察が困難であった転位を、結晶内部にわたって立体的に観察できる点が特徴です。

本技術により、結晶内部における欠陥の空間分布や種類を高精度に把握することが可能となり、結晶成長条件の最適化に向けた有効なフィードバックが期待されます。これにより、GaNパワーデバイスの高性能化・高信頼化が進み、今後のさらなる普及につながると期待されます。

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