SPPテクノロジーズ

RFデバイス

高周波GaN半導体の性能向上を実現する低損傷エッチングと成膜技術

GaN-HEMT:コンパクトな形状で高周波性能を発揮

GaNベースの高電子移動度トランジスタ (GaN-HEMT) は、5G通信、衛星システム、レーダー、高効率パワーアンプなど、次世代の高周波アプリケーションに欠かせない技術です。これらのデバイスは、従来のシリコン技術では実現できない高い周波数特性、電力密度、熱信頼性を提供します。

アジアをはじめとするグローバル成長市場で需要が加速する中、デバイスメーカーは量産環境での歩留まり、一貫性、デバイスの信頼性を確保するため、新たなプロセス課題に取り組む必要があります。

GaN-HEMT デバイス製造における主要課題

GaN-HEMT デバイスの製造には、複数の層や界面にわたる緻密なプロセス制御が求められます。主な課題は以下の通りです:

  • GaN および AlGaN 層のエッチング制御:
    高い選択性とダメージの最小化が不可欠です。特に複合構造や薄膜を扱う際には、活性層への影響を避けることが重要となります。
  • 2DEG チャネルの保護:
    プラズマによるダメージやストレスは、GaN-HEMTの性能を支える二次元電子ガス (2DEG層) を劣化させる可能性があります。高いキャリア移動度を維持するには、低ダメージ処理が鍵となります。
  • 表面保護と絶縁:
    RF構造の分離や耐圧向上のため、均一で低ストレス、そして熱的に安定な薄膜の形成が必要です。
  • 高速バックビアエッチング:
    裏面メタライゼーションや放熱用ビアが必要なデバイスには、GaNなどの材料を高速かつ均一にエッチングする技術が不可欠です。

SPTが提供する、GaN-HEMT製造のための低ダメージソリューション

SPTは、GaNベースのHEMTデバイス特有の要求に応える、プラズマエッチングとPECVDシステムを提供します。精密さ、再現性、そしてダメージ低減に重点を置いた設計です。

1. GaN/AlGaN向け低ダメージエッチング

  • 下部の2DEG層を傷つけることなく、GaN/AlGaNを高選択的にエッチング
  • 表面粗さを最小限に抑えた、滑らかな側壁を実現
  • メサ構造、ゲート、ビアの形成を高精度に制御

2. 低温・高品質プラズマCVD

  • 低イオンダメージで形成する高品質な保護膜・絶縁膜 (SiNₓなど)
  • 高耐圧と高い熱安定性を実現する最適設計
  • 高周波基板に適した応力制御が可能

3. 高速バックサイドビアエッチング

  • 放熱や相互接続に不可欠な基板貫通ビアのエッチング
  • 大口径ウェーハでも均一な深掘りと最小テーパーを実現

GaN-HEMTデバイスのプロセス別SPTソリューション

GaN-HEMTの重要な製造プロセスを、SPTはどのようにサポートしているのでしょうか。
高周波デバイス集積に最適化されたソリューションをご覧ください。