【纳米新技术】功率半导体篇：导热率超过铜的材料及大口径SiC基板等亮相

【相关新闻】

【纳米新技术】太阳能电池篇：开拓新领域，提高柔性产品耐久性

【纳米新技术】表面处理和分散篇：材料改性和核壳化

【纳米新技术】燃料电池与充电电池篇：通过改良材料产生新性能

3D打印机：新世纪“制造革命”

【纳米新技术】建材篇：形状和色彩自由操控

“nano tech 2013”展会还大量展示了作为产品节能王牌而受到关注的功率半导体元件（以下称功率元件）用新部材。比如具备高导热率的散热材料、制造采用SiC和GaN的功率元件不可或缺的基板材料（图9）。

图9：展示功率元件用部材 TASC展示了导热率高达450～850W/mK的散热基板（a）。电装等展示了口径达到6英寸的SiC基板（b）。大阪大学等介绍了聚集以“钠溶剂法”制作的小型GaN结晶形成基板的制造技术（c）。

散热材料方面，技术研究联盟单层CNT融合新材料研究开发机构（TASC）展出了导热率为450～850W/mK的新材料。据称，该材料的导热率最大约为铝的4倍、铜的2倍。在会场上，TASC展示了采用该材料的散热板试制品。例如，用于燃料电池系统用IGBT和电动摩托车用DC-DC转换器的散热板。

此次展示的散热材料合成了碳纳米管（CNT）和铝。TASC没有公开详细的制作方法，只表示在将铝加热到熔点以下的状态下，使CNT进行了固相扩散。据称现阶段可制作直径350mm的复合材料。

TASC利用“超速成长法”和“eDIPS法”形成了CNT。利用超速成长法可获得具有高配向性的单层长CNT，适合大量生产。而eDIPS法适合制作结晶性、品质及纯度高的CNT。

高品质6英寸SiC基板

SiC基板方面，电装、丰田中央研究所和昭和电工展出了技术研究联盟——新一代功率电子研究开发机构（FUPET）正在开发的6英寸（150mm）口径试制品。该基板的最大特点是位错密度仅为每平方厘米数千个。利用以“RAF生长法”制作的母材、即籽晶为削减位错密度做出了巨大贡献。三家公司计划2014年度底之前投产6英寸基板。

GaN基板方面展出了号称“无位错”的试制品。那就是大阪大学与Innovation Center和理光利用“钠溶剂法”制作的2英寸（50mm）口径GaN基板。钠溶剂法在镓和钠的混合溶液中喷入氮气使氮溶解来制作GaN结晶。该方法是液相法的一种，因此可大幅抑制位错等结晶缺陷。但难以制作大口径基板。因此，此次开发出了大量结合用钠溶剂法制作的小型GaN结晶的方法。比此前提案的任何一种方法都更容易制作2英寸的无位错GaN基板。（日经技术在线！ 供稿）