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アプライド マテリアルズ 大手SiC半導体メーカー各社の200mmウェーハへの移行を促進してチップの性能と電力効率を高める新技術を発表

アプライド マテリアルズ ジャパン株式会社
2021年09月09日

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アプライド マテリアルズ ジャパン株式会社


世界最高レベルのEV用パワートレインを支えるSiC半導体分野で200mmウェーハへの移行が進む、増産によりグローバルな需要増加への対応を目指す
アプライド マテリアルズの新しい200mm CMP装置はウェーハ表面から高精度でSiC材料を除去し、チップの性能、信頼性、歩留まりを最大化
アプライド マテリアルズの新しい「ホットインプラント」技術はSiCチップへのイオン注入に際し結晶格子への損傷を最小限に抑え、出力とデバイス歩留まりを最大化


アプライド マテリアルズ(Applied Materials, Inc., Nasdaq:AMAT、本社:米国カリフォルニア州サンタクララ、社長兼CEOゲイリー・E・ディッカーソン)は9月8日(現地時間)、世界トップクラスのシリコンカーバイド(SiC)半導体メーカーが進める150mmウェーハから200mmウェーハへの生産移行をサポートする新製品を発表しました。200mmウェーハでは1枚からとれるダイ数が約2倍に増え、電気自動車(EV)用の最高級パワートレインへの世界的な需要増を満たす一助となります。

SiCパワー半導体はバッテリーの電気を効率的にトルクに変換し、車両の走行性能と航続距離を向上させるものとして需要が伸びています。シリコン(Si)に比べSiCは本質的に硬く、自然欠陥があるとチップの電気性能や電力効率、信頼性、歩留まりが低下しやすくなります。未処理のウェーハを製造用に最適化し、結晶格子の損傷を最小限に抑えて回路を構築するには、先進的なマテリアルズ エンジニアリングが必要となります。

アプライド マテリアルズのグループバイスプレジデント兼ICAPSグループ ジェネラルマネージャーのスンダー・ラマムルティ(Sundar Ramamurthy)は、次のように述べています。「コンピュータ革命の時代には、半導体メーカーがウェーハの大口径化を進め、半導体の生産量を劇的に増やしてグローバルな需要増に応えてきました。現在は新たな革命の初期段階にあり、アプライド マテリアルズが持つ産業規模のマテリアルズ エンジニアリングの専門知識が寄与するでしょう」

Cree, Inc.の社長兼CEO、Gregg Lowe氏は次のように話しています。「輸送業界では電動化が新たなトレンドとなっており、当社のWolfspeed技術はSiからSiCへのグローバルな移行をリードしてこの技術転換を加速しています。200mmの大口径ウェーハで最高性能のSiCパワーデバイスを製造することにより、最終カスタマーにもたらす価値を高めて需要増に応えることが可能になります」

Lowe氏はさらにこう付け加えています。「アプライド マテリアルズは当社がアルバニーで進める200mmプロセスの迅速な適格性評価をサポートしているほか、当社のモホークバレー工場に複数の装置を設置してこの移行を促進しています。さらに、アプライド マテリアルズのICAPSチームが開発したホットインプラントなどの新技術は当社との技術協業を拡大・深化させ、当社パワーテクノロジー ロードマップの加速に一役買っています」

新しい200mm SiC CMP装置

SiCウェーハの表面品質は、SiCデバイスの製造を左右する重要な要件です。ウェーハ表面に何らかの欠陥があると、その後に形成される各層にも影響が及ぶからです。最高の表面品質を備えた均一なウェーハを生み出すためにアプライド マテリアルズが開発した化学機械研磨(CMP)装置が、Mirra(R) Durum™ CMPです。研磨、材料除去の計測、クリーニング、乾燥をこの1台で行うことができます。この装置で仕上げたウェーハの表面ラフネス(粗さ)は、機械研磨SiCウェーハに比べ50分の1、バッチCMP処理装置に比べ3分の1になることが示されています。
Mirra(R) Durum(TM) CMPは、SiC半導体メーカーが200mmの大口径ウェーハへの生産移行を進めるのをサポート。最高の表面品質を備えた均一なSiCウェーハを生み出すため、研磨、材料除去の計測、クリーニング、乾燥が1台にインテグレートされている

SiCチップの性能と電力効率を高めるホットインプラント

SiCチップの製造過程では、イオン注入によって材料内にドーパントを配置することで、ハイパワー回路内での電子の流れを補助ならびに誘導します。SiC材料は高密度で硬いため、ここにドーパントを注入して正確に配置し活性化させることは容易ではありません。さらに、結晶格子の損傷は性能と電力効率の劣化をもたらすため、これも最小限に抑える必要があります。アプライド マテリアルズはこの課題に対するソリューションとして、新たに150mmと200mmのSiCウェーハ用のホットイオンインプラント装置VIISta(R) 900 3Dを投入しました。ホットインプラント技術は、格子構造へのダメージを最小限に抑えながらイオンを注入するもので、室温でのイオン注入に比べて抵抗を40分の1以下に減らすことができます。
VIISta(R) 900 3Dホットイオンインプラント装置は、150mmと200mmのSiCウェーハにイオン注入し、室温でのイオン注入に比べて抵抗を40分の1以下に減らすことができる

アプライド マテリアルズのICAPS(IoT、Communications: 通信、Automotive: 自動車、Power: パワー、Sensors: センサ)事業では、このほかSiCパワーチップ市場に向けた物理気相成長(PVD)装置、化学気相成長(CVD)装置、エッチング装置、プロセス制御などの製品開発も進めています。アプライド マテリアルズが推し進めるSiCその他の特殊用途向け半導体技術については、米国時間9月8日開催の2021 ICAPS and Packaging Master Classで紹介しています。


アプライド マテリアルズ(Nasdaq: AMAT)は、マテリアルズ エンジニアリングのソリューションを提供するリーダーとして、世界中のほぼ全ての半導体チップや先進ディスプレイの製造に寄与します。原子レベルのマテリアル制御を産業規模で実現する専門知識により、お客様が可能性を現実に変えるのを支援します。アプライド マテリアルズはイノベーションを通じてよりよい未来を可能にします。

詳しい情報はホームページwww.appliedmaterials.com でもご覧いただけます。
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このリリースは9月8日、米国においてアプライド マテリアルズが行った英文プレスリリースをアプライド マテリアルズ ジャパン株式会社が翻訳の上、発表するものです。

アプライド マテリアルズ ジャパン株式会社(本社:東京都、代表取締役社長:中尾 均)は1979年10月に設立。大阪支店、川崎オフィスのほか16のサービスセンターを置き、日本の顧客へのサポート体制を整えています。

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