ダイヤモンド半導体用2インチウエハー量産へ モザイク結晶開発に成功：26年度下期から量産見込み

イーディーピーは、ダイヤモンド半導体用の2インチウエハー製造に用いるモザイク結晶の開発に成功したことを発表した。このモザイク結晶を用いて、2026年度下期にも2インチウエハーの量産体制を整える。

[浅井涼，EDN Japan]

　イーディーピーは2026年5月27日、ダイヤモンド半導体用の2インチウエハー製造に用いるモザイク結晶の開発に成功したことを発表した。

イーディーピーが開発したダイヤモンドのモザイク結晶［クリックで拡大］ 出所：イーディーピー

　イーディーピーは大型のダイヤモンド単結晶の製作を強みとして、ダイヤモンド半導体用ウエハーの開発を進めている。2025年4月には1インチ単結晶ウエハーを発売した。

　しかし、ダイヤモンド単結晶のさらなる大型化は現状の成長プロセスであるマイクロ波プラズマCVD法においては非常に困難だ。イーディーピーは現在、単結晶を横方向に接続してモザイク結晶を製作し、これを用いたウエハー開発を目指している。現行の半導体製造装置で利用できるウエハーの最低サイズは2インチであることから、2インチダイヤモンドウエハーが実現すれば、ダイヤモンド半導体デバイスの開発が進むことになる。

2026年度下期にも2インチウエハー量産体制を整備

　今回同社が開発したのは、2インチモザイクウエハーを製造するためのモザイク結晶（53×53mm）だ。4個のダイヤモンド単結晶から構成される。

　このモザイク結晶の開発において課題となったのは、単結晶を接合する際に結晶粒界付近に発生する応力によって、モザイク結晶が割れたり亀裂が発生する現象だ。大型化に伴って問題が顕在化したという。同社はこの課題を克服したことで、2インチモザイクウエハー用モザイク結晶の開発に成功した。

　結晶の研磨技術も改良を行い、ほぼ全面で5nm程度の面粗さを得たことで、このモザイク結晶を親結晶として使用できることを確認したという。

　同社は今後、このモザイク結晶を親結晶として、2インチウエハー作製に向けた子結晶を製作する。ここでは、同社が保有するイオン注入を用いた複製技術を活用するという。その後レーザーで切り出し、2インチウエハーに仕上げる計画だ。同社は「これらの工程は既に多数の実績があるので、スムーズに実用化できるだろう」としている。順調に準備が進めば、2026年度下期にも量産体制が整う見通しだという。

　同社はさらに、4インチモザイクウエハーに向けても開発を進める。50×50mm以上の単結晶を開発し、それを用いて100×100mm以上のモザイク結晶を製作する考えだ。モザイクウエハーが期待通りに開発できない場合に備え、単結晶のさらなる面積拡大や、ダイヤモンド以外のウエハーにダイヤモンドの小型基板を張り付ける貼り合わせウエハー技術についても検討を進める。