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AMATがパワー半導体向け装置事業を全方位で強化、300mm化やSiC/GaNも視野に

木村 雅秀=日経BP半導体リサーチ
2013/12/25 07:00
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パワー半導体やMEMSデバイスが200mm装置の新たな市場として期待できる
パワー半導体やMEMSデバイスが200mm装置の新たな市場として期待できる
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IGBTの構造。厚膜エピやディープ・トレンチなどの工程が求められる
IGBTの構造。厚膜エピやディープ・トレンチなどの工程が求められる
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スーパージャンクションMOSFETの構造。厚膜エピやディープ・トレンチに加え、トレンチを埋めるギャップフィル・エピなどの工程が必要になる
スーパージャンクションMOSFETの構造。厚膜エピやディープ・トレンチに加え、トレンチを埋めるギャップフィル・エピなどの工程が必要になる
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パワー半導体やMEMSデバイスに向けた取り組み
パワー半導体やMEMSデバイスに向けた取り組み
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 米Applied Materials(AMAT)社は、近年需要が高まっているパワー半導体やMEMSデバイスの市場を狙い、200mmウエハー対応装置事業を強化する。将来的にはパワー半導体向けの300mm対応やSiC/GaNへの対応も進める。

 AMAT社の主力事業はあくまで300mmウエハー対応装置だが、「200mm装置のビジネスにも引き続き注力している」(同社 Managing Director, Components and Systems Group, Applied Global Servicesの田中豊氏)。新規の200mm装置の販売に加え、最近では顧客が保有している200mm装置を、パワー半導体やMEMSの製造に向けてアップグレード(改造)するサービスを展開中だ。特に期待できそうなのが、パワー半導体だという。

 Si-IGBTやスーパージャンクションMOSFETといったパワー半導体の製造には、厚膜のSiエピタキシャル成膜装置や厚膜のAlスパッタ(PVD)装置、ディープ・エッチング装置などが必要になる。しかもパワー半導体を低コストに製造するためには、スループットの改善が重要な要件になる。

 パワー半導体向けの200mm装置事業では、300mm装置に比べて「競争環境が大きく異なる」(田中氏)という。300mm装置の場合、AMATの競合となるのは同業の大手装置メーカーだが、200mm装置の場合は「中古装置の改造などを手がける特定装置メーカー(サードパーティー)との競争が避けられない」(同氏)とする。

 サードパーティーはエピ装置やスパッタ装置など、特定の装置の中古再生に特化したメーカーであり、低価格を強みにしている。パワー半導体の製造工程によっては、サードパーティーの装置でも十分な場合があるため、AMATは厳しい価格競争にさらされているという。ただし、サードパーティーの装置では十分な特性が得られない重要な工程に関しては、得意の技術力を生かしていく。特に厚膜のエピ成膜装置やAlスパッタ装置、ディープトレンチ・エッチング装置などの領域では技術的な優位性を発揮しやすいという。

 具体的には、厚膜のエピ成膜装置に関しては、2014年にさらなる厚膜への対応と、スループットの改善を図る。現在は膜厚100μmまで対応しているが、2014年には150μmまで対応するほか、成膜速度を現状の4μm/分から5μm/分に高める。厚膜のAlスパッタに関しても、膜厚5μm、Al成膜速度2μm/分の技術を2014年内に確立したいとする。

 このほか、スーパージャンクションMOSFETのトレンチを形成するディープトレンチ・エッチング装置や、トレンチを埋めるギャップフィル・エピ装置、イオン注入装置(インプラ)、厚さ100μm以下の薄化ウエハーのハンドリング技術などの開発にも力を入れる。

 将来への取り組みとしては、300mm化やSiC/GaNへの対応を挙げている。Siパワー半導体では2~3年後に一部のデバイスで300mmウエハーによる生産が始まると考えられている。現状では300mm装置を新規に購入するのではなく、既存の300mm装置をパワー半導体向けに改造して利用するケースが多いとみられる。このため、AMATでは200mm装置で確立したパワー半導体向けの技術を300mm装置にも展開できるよう準備を進める。

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