2026/05/13 Patentix株式会社 Patentix株式会社（以下简称「本公司」）与株式会社JTEKT THERMO-SYSTEM共同开发并制造了6英寸兼容的新型薄膜沉积设备，成功在硅基板上沉积了下一代功率半导体材料金红石型二氧化锗(r-GeO₂)的单晶薄膜。 ## 背景 金红石型二氧化锗（r-GeO₂）是一种下一代功率半导体材料，其带隙（4.68eV）大于碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），预计将能降低电力转换过程中的能量损耗。 为实现r-GeO₂功率器件的实际应用，必须实现与功率器件生产线兼容的6英寸以上大口径r-GeO₂基板。本公司一直在推进薄膜沉积技术的研发，包括开发适用于r-GeO₂沉积的独特沉积方法PhantomSVD法，并实现了在r-TiO₂基板整个表面上沉积单晶r-GeO₂薄膜。本公司曾在2025年7月的记者会上宣布成功在Si基板上制造r-GeO₂薄膜，而此次则成功沉积了功率器件应用不可或缺的r-GeO₂单晶薄膜。 ## 成果 在上次的发布中，本公司确立了在Si基板上沉积r-GeO₂的「基础技术」。然而，为实现功率器件在关闭状态下承受高电压而不被破坏、且无漏电流的特性，必须使用原子规律排列的单晶r-GeO₂薄膜来制造器件。 此次，本公司与株式会社JTEKT THERMO-SYSTEM共同制造了一款兼容6英寸基板的新型薄膜沉积设备，该设备采用本公司自主开发的沉积方法（命名为「烟囱法」）。通过使用制造的「烟囱法」沉积设备，本公司成功地在与r-GeO₂晶体结构和晶格常数差异很大的Si基板上沉积了r-GeO₂单晶薄膜。 如图所示，通过电子背散射绕射（EBSD）法进行分析后证实，沉积在Si基板上的r-GeO₂薄膜整体具有相同的晶体取向，即成功实现了Si基板上单晶r-GeO₂薄膜的异质外延生长。 ## EBSD分析结果 1. **晶体取向一致性**： 确认薄膜整体晶轴高度对齐，不存在多晶结构中常见的晶界。 2. **高反极图（IPF）映射精度**： 在整个测量区域显示均匀的色调，表明晶体品质高。 本公司采用导电缓冲层技术，以实现在晶体结构差异显著的Si基板上沉积r-GeO₂晶体薄膜。预计通过采用导电缓冲层，可以轻松实现功率器件中常见的垂直器件结构。 通过结合适用于垂直器件的导电缓冲层技术以及迄今累积的r-GeO₂沉积技术，本公司旨在实现「GeO₂ on Si基板」，并推动下一代半导体基板材料的社会应用，以期兼顾低制造成本和高性能垂直功率器件。 ## 未来展望 为实现早期市场投放，Patentix株式会社计划利用此次单晶r-GeO₂沉积技术，试制适用于功率器件生产线的6英寸大口径r-GeO₂基板。此外，本公司将推进r-GeO₂单晶薄膜的高品质化，并利用GeO₂ on Si基板推进全垂直肖特基二极管（SBD）和场效应管（FET）的试制与评估。 以上