2026年5月13日 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共同开发并制造了支持6英吋晶圆的新型薄膜沉积设备，并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），有望降低功率转换所伴随的能量损耗。 为实现r-GeO₂功率组件的实际应用，必须实现与功率组件生产线兼容的6英吋或更大直径的r-GeO₂基板。本公司一直致力于薄膜沉积技术的研究开发，包括开发适用于r-GeO₂沉积的独特PhantomSVD法，并实现了在r-TiO₂基板整个表面沉积单晶r-GeO₂薄膜等。本公司曾在2025年7月的新闻稿中宣布成功在硅基板上制作r-GeO₂薄膜，而此次则成功沉积了功率组件应用不可或缺的r-GeO₂单晶薄膜。 【成果】 在上次的发布中，我们确立了在硅基板上沉积r-GeO₂薄膜的「基础技术」。然而，要实现即使在关闭状态下施加高电压也不会损坏组件，且不会产生漏电流的功率组件，就必须使用原子排列规则的单晶r-GeO₂薄膜来制造组件。 此次，本公司与株式会社JTEKT Thermo System共同制造了采用本公司独立开发的沉积方法（命名为「烟囱法」）的6英吋基板兼容新型沉积设备。通过使用制造出的「烟囱法」沉积设备，我们成功在晶体结构和晶格常数与r-GeO₂差异很大的硅基板上沉积了r-GeO₂单晶薄膜。 如图所示，通过电子背向散射绕射（EBSD）法进行分析，确认了在硅基板上沉积的r-GeO₂薄膜整体具有相同的晶体取向，即成功实现了硅基板上单晶r-GeO₂薄膜的异质磊晶生长。 图：通过导电缓冲层在硅基板上沉积的r-GeO₂单晶薄膜的EBSD图像 【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. **高逆极图（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，以实现在晶体结构差异很大的硅基板上沉积r-GeO₂晶体薄膜。通过采用导电缓冲层，预计可以轻松实现功率组件中常见的垂直型组件结构。 通过将适用于垂直型组件的导电缓冲层技术与迄今累积的r-GeO₂沉积技术相结合，我们旨在实现「GeO₂ on Si基板」，并推动下一代半导体基板材料的社会实施，以实现低制造成本和高性能垂直型功率组件的兼顾。 【未来展望】 为实现早期市场进入，Patentix计划利用此次的单晶r-GeO₂沉积技术，试制与功率组件生产线兼容的6英吋大直径r-GeO₂基板。此外，我们将推进r-GeO₂单晶薄膜的品质提升，并使用GeO₂ on Si基板推进全垂直型肖特基二极管（SBD）和场效应管（FET）的试制和评估。 以上 关键字：