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ニュースリリース

窒化物半導体の新結晶成長技術の開発に成功

2007年2月20日

-高品質・低コスト窒化ガリウム系青色・白色LED生産能力の増強を決定-

 昭和電工株式会社(社長:高橋 恭平)は、今般、青色・白色LED向けに需要の拡大が見込まれる窒化物半導体*1結晶の製造プロセス「ハイブリッドPPDTM法」(以下、新プロセス)の開発に成功いたしました。新プロセスは、従来のMOCVD法*2と当社が開発したPPDTM(Plasma assisted Physical Deposition)法*3とを組み合わせたものであり、従来のMOCVD法と比較し高品質の窒化物半導体結晶の製造が可能です。当社は新プロセスにより、これまでMOCVD 法では品質上困難であった4インチ基板を使用したLED素子の生産を実現するとともに、現時点で出力世界トップクラスの青色LEDの開発に成功いたしました。当社は、本製品の販売を本年中に開始する予定です。

 また、今後拡大が予想される需要に対応するため、千葉事業所内に新プロセスを用いた4インチ基板使用LED製造設備を新たに導入いたします。新プロセスによる基板の大型化と新ラインの設置により、現在の月産3,000万個の青色LED素子の生産能力を2007年末までに月産1億個に引き上げる予定です。

 当社は現在推進中の中期経営計画「プロジェクト・パッション」において、窒化ガリウム系をはじめとする超高輝度LED事業を“育成事業”と位置づけ、積極的な資源投入を行っています。今般の新プロセスによる製品の販売や他色・他波長製品のさらなる高輝度化・高出力化により、今後拡大が見込まれる液晶バックライト・一般照明市場への参入を図ってまいります。

以上

【ハイブリッドPPDプロセスの概要】

窒化物半導体の代表的な製品である青色や白色の窒化ガリウム系LED*4は、発光特性などにおいて既に白熱灯、冷陰極管などの他の光源に比較し十分な性能を有しておりますが、今後、さらに普及が進むためには高品質基板を大量生産することが可能な生産技術が求められておりました。
新プロセスの採用により結晶品質が向上する結果、4インチ基板への大型化が実現し、生産性の大幅な改善が可能となりました。
当社独自の結晶成長技術である新プロセスは、当社のエピタキシャル成長*5技術の長年にわたる蓄積により開発したものです。本技術により結晶性が向上し良質な薄膜の生成が可能となるとともに、MOCVD法に比較し生産性の高い製造プロセスを構築することが可能となります。本ハイブリッドPPD法に関する特許は既に約30件出願済みです。 XRC法試験*6によるサファイア基板上の窒化物系単結晶薄膜おいて、PPD法はMOCVD法に比較し大幅な結晶性向上を実現しています。(グラフ-1)

グラフ-1

従来(MOCVD法と法とのGaN結晶におけるXRC法による結晶性比較
(一般に半値幅が狭い方が、結晶性が良いと言われる。)


GaN(0002)面の測定結果

【用語】

  • ※1窒化物半導体:(Alx,Gay,In1-x-y)N等の化合物半導体の総称。主には、紫外から緑色のLED、青色レーザーダイオードの材料として広く用いられている。また、最近では、電子デバイス用材料としても注目されている。
  • ※2MOCVD法:有機金属化学気相成長法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)の略。化合物半導体結晶の製造方法として最も一般的な結晶成長方法である。
  • ※3PPD法:プラズマ物理気相成長法(Plasma assisted Physical Deposition)の略。当社が窒化物半導体結晶用に開発した、結晶成長技術である。
  • ※4窒化ガリウム系LED:組成を選ぶことにより、紫外から緑色までの広範囲の発光が可能である。紫外や青色LEDと蛍光体と組み合わすことで、さまざまな波長のLEDを製造することが可能となる。
  • ※5エピタキシャル成長:基板上に、結晶方位をそろえて薄膜を結晶成長させること。
  • ※6XRC法試験:X-ray Rocking Curveの略。X線を用いた結晶性の評価技術の一種。

【写真】


4インチ サファイア基板を用いたLED素子 左側は大きさを比較するためのCD(12cmφ)

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