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ダイヤモンドとシリコンのハイブリッドウエハ製造技術が進展

はじめに

近年、半導体産業のさらなる発展が期待されている中、革新的な材料として注目されるのがダイヤモンドです。特に、ダイヤモンド単結晶の製造技術において、当社は既に2025年2月に世界最大の30mm×30mmの基板を商品化し、同年4月には1インチ（直径25mm）ウエハの発売を行いました。しかし、半導体製造装置によってデバイスを作成するには、直径2インチ（50mm）以上のウエハが必要なため、更なる大型化が求められています。

その答えを見出すべく、当社は国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下「産総研」）と共同で大型ダイヤモンドウエハの開発に着手しました。このプロジェクトの結果、ダイヤモンドとシリコンを組み合わせた複合ウエハの製造技術が確立されました。

研究成果の概要

1. 研究の概要

本研究では、2インチのシリコンウエハとダイヤモンド単結晶を接合する技術を確立しました。この新たに試作されたダイヤモンド/シリコン複合ウエハが、実際の半導体製造プロセスにおいて適用可能であることも確認されています。

2. 研究結果の特長

- 高温接合技術の導入: 接合時に高温下で作業を行うことで、発生する反りを極力制服できます。
- 化学的安定性: 半導体洗浄プロセスを経ても、ダイヤモンドとシリコンの接合が強固に保たれることが確認されました。
- パターン描画の実証: 接合後のダイヤモンド上に縮小投影露光装置を使用してパターンを描画できることを実証しました。

3. 研究結果の発表

この研究結果は、2026年2月2日に「ACS Applied Engineering Materials」で「Reduction of Thermal Warpage in Diamond/Si Wafer by High Temperature Bonding」というタイトルで発表される予定です。