降低氮化镓衬底成本，他们找到了新方法

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2022年5月，名古屋大学未来材料与系统研究所的Hiroshi Amano教授和副教授Atsuyuki Tanaka组成的研究小组决定在“短时间内”以“小损耗”切割出GaN（氮化镓）衬底宣布开发出可与Hamamatsu Photonics合作使用的激光切片技术。作为能够降低 GaN 器件成本的技术而备受瞩目。

单晶GaN衬底是一种能够生产高性能功率半导体的材料，也可用作发光器件的材料。另一方面，由于晶体是硬而脆的物质，加工难度大，从GaN晶体切出的GaN衬底价格高，扩大应用存在问题。

作为从GaN晶体切出GaN基板的方法，目前使用线锯等。用这种方法，切割部分的晶体变成碎片，造成浪费。为了使切割表面变平，可能需要在切片后进行抛光步骤。

另一方面，利用激光技术的方法使用GaN切割进行切割。因此，原则上不会产生碎屑等废弃物。切面波纹少，可以抑制切片后的抛光量。此外，由于它可以切割GaN晶体而不会产生大的振动或应力，因此可用于制造功率半导体后的基板减薄工艺。

今年三月，据businesswire 报道，丰田合成Toyoda Gosei 与大阪大学合作，成功研制出了 6 英寸的氮化镓 GaN 衬底。

GaN 功率器件广泛用于工业机械、汽车、家用电子等领域，随着全球碳中和的目标，GaN 功率器件作为减少电力损失的一种手段而被寄予厚望，因此需要更高质量和更大直径的 GaN 衬底，以实现更高的生产效率（降低成本）。

在日本环境省牵头的一个项目中，丰田合成和大阪大学采用了一种在钠和镓的液态金属中生长 GaN 晶体的方法，来制造高质量的 GaN 衬底，成功制造出了 6 英寸的衬底，为目前世界最大的衬底。

丰田合成接下来将对 6 英寸衬底的批量生产进行质量评估，继续提高质量，并继续增加直径尺寸，有望超过 6 英寸。

GaN正在帮助半导体行业摆脱对硅的依赖。