次世代半導体材料「SiC」とシリコン、サファイアの常温接合IFBで成功

新接合技術「Ion Flow Bonding」を用いて、次世代パワー半導体材料として需要が高まるSiCとシリコン、サファイアという従来は常温接合が「ほぼ不可能」とされてきた材料の直接接合に成功

SHW Tech株式会社は、台湾・国立成功大学・水野潤教授の研究グループとSHW Techが特許取得の、IFB（Ion Flow Bonding）ゼロレディーボンディング技術を用いて、次世代パワー半導体材料として需要が高まるSiCとシリコン、サファイアという従来は常温接合が「ほぼ不可能」とされてきた材料の直接接合に成功しました。この成果は、プラズマを活用した化学的酸化膜還元プロセスにより、酸化膜内部から酸素・炭素を原子レベルで除去し、高活性表面を形成できるIFB技術の特性によって実現されたものです。次世代パワー半導体分野で需要が高まるSiCの新しい実装技術開発に繋がるもので、今回、SiC–Siおよびサファイア–SiCという希少な異種材料接合の安定実証を達成し、今後さらに製品化へ向けた研究を推進します。

SiC（炭化ケイ素）は、高耐圧・高耐熱性と低損失性を併せ持つ次世代パワー半導体材料で、EVや再生可能エネルギー、データセンター向けに需要が急増しています
（参考：IEA「Global EV Outlook」、Yole Intelligence「Power SiC Report」）。
一方でSiCは極めて硬く化学的にも安定しており、特にサファイアとの常温接合は従来技術では「ほぼ不可能」とされてきました。
SHW Techはこの課題を克服するため、日本と台湾で特許を取得した独自技術「IFB（Ion Flow Bonding）」を開発。真空プラズマ処理により表面の酸化膜を原子レベルで除去し、室温近傍・低荷重で貼り合わせることで、これまで困難だった異種材料接合の実現に取り組みました。

　　　

今回、IFB技術により SiC–Si および サファイア–SiC の常温接合を実証したことで、SiCを活用した新しいデバイス構造や3次元実装技術の実現に向けた重要な基盤技術が整いました。今後は、SiC–GaN、Ga₂O₃、ダイヤモンドなど、より難易度の高いワイドバンドギャップ半導体間の接合や、ガラスインターポーザへの応用にも研究を広げていきます。また、EV向けパワーモジュール、高速通信・データセンター用電源、光学・高耐環境センサーなどの分野でも実装効果が期待されます。SHW Techは装置メーカーやデバイスメーカーと連携し、研究試作から量産検証まで一貫して行う体制を構築していきます。

【SHW Tech株式会社 代表取締役 長田厚のコメント】
SiCは脱炭素社会を支える重要材料ですが、加工・接合が極めて難しい素材です。今回、IFB技術により SiC–Si と サファイア–SiC の常温接合を実証できたことは、新しいデバイス構造や3D実装の実現に向けた大きな進展です。IFBは酸化膜を原子レベルで接合し金属パッドを酸化膜レスで接続できるため、次世代の高密度3D実装に大きく貢献すると期待しています。

会社概要

SHW Tech株式会社は、半導体製造工程における表面処理・接合技術・検査技術を中心に事業を展開し、アジア地域（日本・台湾・中国・韓国）を中心に装置・プロセス技術の提供を行っています。

・所在地（本社）：山梨県甲府市

・代表者名：長田　厚

・事業内容：接合装置の開発製造販売、検査装置製造販売、」枚葉高速アニール装置の製造・販売

・自社サイトURL：https://www.shwtechjp.com/

お問い合わせ先

SHW Tech株式会社

〔担当者〕　長田

〔E-mail〕[e-mail]

若しくは、ホームページより