成功在6英寸矽基板上沉積金紅石型二氧化鍺(r-GeO₂)薄膜

2026年5月13日

Patentix株式會社

Patentix株式會社（以下簡稱「本公司」）與株式會社JTEKT Thermo System合作，成功開發出兼容6英寸基板的新型沉積設備，並在6英寸矽晶圓上沉積了下一代功率半導體材料金紅石型二氧化鍺(r-GeO₂)薄膜。

【背景】

金紅石型二氧化鍺（r-GeO₂）是一種具有比碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）更大帶隙（4.68eV）的下一代功率半導體材料，預計可減少功率轉換所伴隨的能量損耗。

為了實現r-GeO₂功率器件的實際應用，實現兼容功率器件生產線的6英寸以上大直徑r-GeO₂基板是不可或缺的。本公司一直致力於沉積技術的研究開發，包括開發適用於r-GeO₂沉積的獨特沉積方法「PhantomSVD法」，並在TiO₂基板整個表面實現單晶r-GeO₂膜的沉積。然而，PhantomSVD法難以實現基板的大直徑化。

【成果】

本公司為了實現基板的大直徑化，開發了沉積設備的要素技術，並開發了一種適用於大直徑基板的新型沉積方法「煙囪法」。此外，自去年以來，本公司與工業熱處理設備製造商株式會社JTEKT Thermo System（總部：奈良縣天理市）合作，開發並製造了採用煙囪法的6英寸基板兼容沉積設備。此次，我們成功利用開發的6英寸基板兼容沉積設備，在6英寸矽晶圓上沉積了r-GeO₂薄膜。圖中顯示了所製備基板的外觀。

圖：在6英寸矽基板上沉積r-GeO₂薄膜的GeO₂ on Si基板外觀圖像

沉積在矽基板上的r-GeO₂膜表面呈鏡面狀，表明沉積的r-GeO₂膜表面光滑。此外，由於在基板表面內未觀察到明顯的干涉條紋，因此認為在基板表面內實現了相對均勻的膜厚分佈。

傳統的PhantomSVD法由於設備和方法的限制，最多只能在20毫米見方的小片基板上實現r-GeO₂膜的沉積。此次開發的沉積設備在實現功率器件量產所需的6英寸尺寸基板方面邁出了重要一步。

【未來展望】

Patentix株式會社為了實現早期市場導入，將與株式會社JTEKT Thermo System合作，推進6英寸GeO₂ on Si基板上r-GeO₂膜的高品質化，並計劃於2027年進行6英寸GeO₂ on Si基板的樣品試製。

【致謝】

本次報告的部分成果是在「令和7年度滋賀縣中小企業新技術開發項目補助金」的支援下實施的。

以上
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