FLOSFIA、京大発Ga₂O₃半導体デバイスの最新の量産計画と技術開発に関するお知らせ

FLOSFIAの最新の量産計画および技術開発に関しまして、お知らせいたします。

株式会社FLOSFIA

2024年12月5日 11時00分

株式会社FLOSFIA（本社：京都市西京区、代表取締役社長：人羅俊実）では、パワー半導体として世界的に注目されている酸化ガリウム（α-Ga₂O₃）半導体デバイス開発に世界に先駆けて取り組んでまいりました。これまでに世界で初めてGaO®ブランドでの商用レベルのショットキーバリアダイオード（SBD）のサンプル出荷や、α-Ga₂O₃に関連する特許を700件以上出願するなど、革新的な技術開発に成功してまいりました。

ついては、FLOSFIAの最新の量産計画および技術開発に関しまして、お知らせいたします。

最新の技術開発

他方で、FLOSFIAの技術開発は着実に進展しております。特に、新規P型半導体である酸化イリジウムガリウムα- (IrGa)₂O₃を用いたジャンクションバリアショットキー（JBS）構造ダイオードのサンプル試作やトレンチゲート型MOSFETのノーマリーオフ動作の実現、ウェハサイズの拡大など、酸化ガリウム半導体のデバイス化技術において革新的な成果を上げました。

1. 次世代SBD（JBS構造）の試作成功
次世代SBDとして、JBS構造の600V・10A品の試作に成功いたしました（図1）。これにより、立ち上がり電圧が従来の1.4Vから0.9Vへと大幅に改善され、高効率化が期待できます（図2）。この試作では、世界初のP型半導体材料であるα-(IrGa)₂O₃を使用しており、酸化ガリウムの高い材料ポテンシャルを生かすうえで、極めて重要な成果と位置付けています。2025年以降、サンプル出荷を開始し、市場投入を目指してまいります。

2. トレンチゲート型MOSFET構造の動作実証
MOSFETにおいて、プロセスの最適化や独自のMOS界面制御技術を適用することで、トレンチゲート型MOSFETのノーマリーオフ動作の実証に成功いたしました（図3・図4）。こちらも新規P型半導体 α-(IrGa)₂O₃ の材料ポテンシャルを最大限活用して製品化に向けた開発を進めて参ります。

3. ウェハサイズの拡大

α-Ga₂O₃ウェハ開発では、4インチサイズまでのα-Ga2O3エピ成膜技術、3インチサイズまでのウェハ製造技術を確立いたしました（図5）。2025年中には4インチサイズでのウェハ製造技術の実証を完了する見込で、大口径化によるコストメリットと生産性向上を図ります。なお、使用しているサファイア基板は、4インチサイズが市場で最も多く使用されており、同一サイズの炭化ケイ素（SiC）基板の1/10～1/50程度の価格で流通していることから、今後の低コスト化実現のための基盤技術が大幅に進展したことを意味しております。

4. 高耐圧・大電流デバイスの開発基盤確立

FLOSFIAは、今後、耐圧を600V、1200V、1700Vへと拡大し、電流も10Aから数百Aクラスまでラインナップを充実される計画を進めております。このための基礎技術は既に構築済みであり、製品化に向けた開発をさらに加速してまいります。

量産パートナーシップの構築など今後の展望

FLOSFIAは、これらの技術開発成果をベースに、量産体制を確立するためのパートナーシップ構築を目指しております。知的財産のライセンス提供やエピタキシャルウェハの供給等を通じて、国内外の企業との協力関係を一層深めたいと考えております。

FLOSFIAは、Ga₂O₃半導体デバイスの革新的な可能性を信じ、業界のリーディングカンパニーとして技術開発と市場開拓に邁進してまいります。新たなパートナーシップを通じて、高性能・高信頼性を備えたGa₂O₃半導体デバイスの量産化を実現し、エネルギー損失の低減や製造段階を含むプロセス損失の低減、さらに希少物質を含むマテリアル損失の低減を通じて、半導体エコロジー®の実現に邁進してまいります。

謝辞

今回の研究成果の一部は、防衛装備庁が実施する「安全保障技術研究推進制度（JPJ004596）」、及び国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託事業「省エネエレクトロニクスの製造基盤強化に向けた技術開発事業（JPNP21009）」、助成事業「ディープテック・スタートアップ支援事業（JPNP23019）」による支援を受けて実施されました。