FLOSFIA、6インチ（150mm）サファイア基板上での酸化ガリウムエピタキシャル成膜に成功！

株式会社FLOSFIA

FLOSFIA、6インチ（150mm）サファイア基板上での酸化

既存の6インチ量産ラインをそのまま活用、8インチも視野に「ポストSiC」の本命へ

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京都市西京区内のFLOSFIA本社・工場

京大発スタートアップである株式会社FLOSFIA（本社：京都市、代表取締役社長：天田健嗣）は、世界で初めて実用化を進める酸化ガリウム（α-Ga2O₃）パワー半導体において、6インチ（150mm）サファイア基板上でのエピタキシャル成膜に成功し、膜厚の面内ばらつき約±3%を達成しました。6インチは炭化ケイ素（SiC）パワー半導体の量産で主流の口径であり、パートナーは既存の6インチ量産ラインを活用して、酸化ガリウムパワー半導体の量産を早期に立ち上げることができます。さらに、これまでの3～6インチの結果から、8インチ（200mm）でも面内ばらつき±4%以下を見込めることを確認しました。2025年12月に発表した4インチウェハ製造技術の実証に続く本成果により、独自のミストドライ(R)法による低温・常圧成膜の大口径化は着実に進んでいます。当社は本成果を足がかりに、「ポストSiC」の本命として酸化ガリウムパワー半導体の社会実装を加速します。

■背景：パワー半導体のウェハ大口径化
パワー半導体産業では、ウェハ口径の拡大により1枚あたりのチップ取得数を増やし、製造コストを下げる取り組みが進んでいます。SiCでは6インチが量産の主流で、一部のメーカーでは8インチへの移行が始まっています。シリコン（Si）系パワー半導体では8インチ（一部12インチ）のラインが主流です。新材料がパワー半導体メーカーに採用されるには、こうした既存の量産ラインに適合できることが重要な条件となります。

■成果：6インチサファイア基板上でのエピタキシャル成膜
ミストドライ(R)法に改良を加え、6インチサファイア基板上にα-Ga2O₃エピタキシャル膜を成膜しました。膜厚の面内ばらつきは約±3%で、初期実用化レベルの目標としていた±4%以下を達成しました。クラックがなく、異物欠陥の少ない良好な膜が得られています（図1）。
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図1　6インチサファイア基板上に成膜したα-Ga2O₃エピタキシャルウェハ（左）と4インチウェハ（右）

■8インチ化への見通し
3インチ、4インチ、6インチで膜厚の面内ばらつきを比較したところ、口径が大きくなるほどばらつきは増えるものの、その増え方は緩やかになる傾向を確認しました。この傾向から、8インチ（200mm）でも面内ばらつきを±4%以下に抑えられる見込みです（図2）。
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図2　ウェハ面積と膜厚の面内ばらつきの関係（3・4・6インチは実測値、点線は近似曲線。8インチは近似曲線からの予測）

■本成果の意義：既存ラインの活用で早期量産へ
6インチ化により1枚のウェハから取得できるチップ数は4インチの約2.2倍（面積比）となり、エピタキシャル成膜だけでなくデバイス前工程全体でチップあたりの製造コストが下がります。また、6インチサファイア基板はLED産業向けに大量に流通しており、安価かつ安定的に調達できます。既存の6インチラインを持つSiCや窒化ガリウム（GaN）-LEDのメーカーであれば、設備投資済みの前工程装置を使えるため、新規投資を抑えて早期の量産立ち上げが可能です。当社は「MOSFETの性能実証」と「エピタキシャル成膜の大口径化」を社会実装の両輪と位置づけており、本成果により大口径化が着実に前進しました。

■今後の展望
当社は今後、2026年中に8インチサファイア基板上での成膜実証を進めるとともに、大口径成膜で得た知見をMOSFETをはじめとするGaO(R)パワーデバイスの開発とパートナーとの量産プロセス構築に活かしてまいります。あわせて、技術資産のライセンス提供やエピタキシャルウェハ供給を通じてパートナーシップを広げ、EV・AIデータセンター向け電源などへの早期の社会実装を目指します。

■謝辞
本研究成果の一部は、防衛装備庁「安全保障技術研究推進制度（JPJ004596）」の支援を受けて実施しました。

代表取締役社長天田健嗣のコメント今回の成果は、パートナーの皆様の量産ラインでGaO(R)パワーデバイスを量産していただくための重要な一歩です。本成果を足がかりに8インチ化とMOSFETの性能実証を加速し、酸化ガリウムパワー半導体の社会実装を進めてまいります。

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※「GaO(R)」・「ミストドライ(R)」・「半導体エコロジー(R)」はFLOSFIAの登録商標です。
FLOSFIAは半導体により引き起こされる3つの環境負荷（エネルギー、プロセス、マテリアル）の低減を「半導体エコロジー(R)」と名付け、その具体的な取り組みとして京都大学発の新しいパワー半導体「酸化ガリウム」の普及を目指しています。
・会社名：株式会社FLOSFIA（フロスフィア）
・所在地：京都市西京区御陵大原1番29号
・創業者・取締役会長：人羅俊実
・代表取締役社長：天田健嗣
・資本金：42億850万円（資本準備金含む）
・設立：2011年3月31日
・URL：https://flosfia.com
・事業内容：酸化ガリウムパワーデバイスの研究・製造・販売等

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プレスリリース提供：PR TIMES

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