Heraeus、高出力GaNデバイス向け無加圧焼結ペーストを発表、製造コストと性能を両立

2026年7月5日

Semiconductor Today ドイツ

概要

Heraeusは、高出力GaN（窒化ガリウム）デバイス向けに、革新的な無加圧焼結ペーストを発表しました。この材料は、複雑な圧力装置を必要とせずに高い接合強度と優れた熱伝導性を実現し、GaNパワーデバイスの製造コスト削減と性能向上に貢献します。これにより、次世代パワーエレクトロニクスの量産プロセスを簡素化し、電気自動車や再生可能エネルギー分野でのGaNデバイスの普及を加速させる重要なブレークスルーです。

詳細

主要成果

Heraeusは、高出力GaN（窒化ガリウム）パワーデバイスの製造プロセスを革新する、新しい無加圧焼結ペーストを発表しました。この画期的な材料は、特別な加圧設備を用いることなく、非常に高い接合強度と優れた熱伝導性を実現することを最大の特徴とします。これにより、製造コストを大幅に削減できるだけでなく、GaNデバイスの長期信頼性と性能を向上させることが可能になります。電気自動車（EV）や再生可能エネルギーシステムで求められる高効率・高電力密度化に不可欠な技術となります。

技術・臨床詳細

無加圧焼結: 従来の焼結プロセスでは、高圧を印加することで密な接合層を形成していましたが、この新ペーストは加圧なしで同様の高性能を実現します。これにより、設備投資コストの削減とプロセスの簡素化が可能になります。
高熱伝導率: GaNデバイスで発生する大量の熱を効率的に放散させ、デバイスの接合部温度を低く保ちます。これにより、デバイスの寿命を延長し、高い電力密度での安定動作を保証します。一般的な半田材料と比較して、数倍の熱伝導率を達成しています。
優れた接合強度: 加圧を行わないにもかかわらず、半導体チップと基板との間に強固な金属結合を形成し、厳しい熱サイクルや振動環境下でも安定した信頼性を提供します。
低温プロセス対応: 従来の焼結温度よりも低い温度でのプロセスが可能であり、熱に敏感なGaNチップや周辺部品への熱的ストレスを軽減します。これにより、製造歩留まりの向上にも貢献します。

背景・業界文脈

GaNパワーデバイスは、Si（シリコン）ベースのデバイスに比べて、高周波、高効率、小型化が可能であることから、次世代パワーエレクトロニクスの主役として注目されています。EVのオンボードチャージャー、データセンターのサーバー電源、5G通信基地局など、幅広い分野での採用が進んでいますが、その製造プロセス、特にダイアタッチ工程におけるコストと複雑さが課題となっていました。特に、高温・高圧が要求される従来の焼結プロセスは、設備投資が大きく、熱に敏感なGaNデバイスへの影響も懸念されていました。

今後の展望

Heraeusの無加圧焼結ペーストは、GaNパワーデバイスの製造における大きな障壁を取り除き、量産化とコストダウンを加速させる重要な技術となるでしょう。これにより、GaNデバイスの市場浸透がさらに進み、EVのさらなる高性能化、再生可能エネルギー変換効率の向上、データセンターの省エネルギー化など、社会の脱炭素化とデジタル化に大きく貢献します。今後、この技術は、他の広範な半導体パッケージング分野、特に熱管理が重要なアプリケーションへの応用も期待されます。

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