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注力分野の活動事例

CFB

OKIは、CFB(Crystal Film Bonding)ソリューションのご提供により、半導体デバイスの付加価値向上を支え、社会の大丈夫に貢献します。

OKIのCFB®ソリューションが目指すところ

近年、SDGs(持続可能な開発目標)に向けた取組みが加速し、社会の高度化を支える半導体デバイスの付加価値向上のニーズはより高まっています。これまでのMooreの法則に基づくシリコンIC(Integrated Circuit)の微細化限界が近付く中、異種機能を一体化する複合化(More than Moore)も取り入れ、半導体デバイスの高付加価値化へと潮流がシフトしています。
複合化で異なるデバイスを一体化する技術は、光デバイス、パワーデバイス、アナログ・MEMSデバイスなど、シリコンICが持ちえない機能の一体化により、付加価値を向上するため、半導体産業の持続可能な成長の鍵として注目を集めています。
OKIは、LEDとICとを独自の接合技術により複合化するCFB(Crystal Film Bonding)技術の量産化に、世界に先駆けて成功しました。以来、複合化されたLED素子の出荷実績は1,000億ドットを超え、量産信頼性の高いコア技術として確立しています。CFBソリューションは、CFB技術をベースに、半導体デバイスの複合化による付加価値向上に貢献します。

異種材料を接合した「CFBソリューション」をデバイスメーカー様にご提供

CFBはOKIのLEDプリンター事業で培われた技術です。

<関連リンク>
https://www.oki.com/jp/otr/2022/n240/html/otr240_r18.html

CFB技術をLEDプリンター事業だけではなく、さまざまな結晶材料やデバイスへ拡張し、半導体デバイスの付加価値向上に貢献する取り組みが「CFBソリューション」です。シード基板から結晶フィルム(高性能な材料、異種機能デバイス)を剥離し、異なる基板上に接合・集積することで、新たな付加価値を創出します。
CFBソリューションのビジネスモデルは、2つあります。
1つ目は、「接合型CFBビジネス」であり、結晶フィルムを異種材料からなる基板上へ接合したCFB基板を販売します。
2つ目は、「提供型CFBビジネス」であり、結晶フィルムをキャリア基板上に仮接合し、お客様工程で結晶フィルムの転写を可能にするライセンス提供も含むビジネスです。提供型CFBは、基板サイズの違いや装置制約を超えて、CFBを提供いたします。

CFBソリューションのビジネスモデル

ユースケース
LEDディスプレイへの応用

近年、AR(拡張現実)/MR(複合現実)により、現実と仮想が融合した新たなビジネス空間を視認するスマートグラスやヘッドアップディスプレイのニーズが高まっています。普及の課題は、日中屋外でも使用可能な高い視認性のための高輝度化、バッテリー小型化のための低消費電力化です。これらを解決する手段として、マイクロLEDディスプレイが注目されています。マイクロLEDディスプレイは、すべての画素が自発光素子であるマイクロLEDで構成することで、高輝度化および、低消費電力化が期待されています。
しかし、フルカラーを実現するためには、赤、緑、および青(R・G・B)に発光する異なる材料を用いて、大量のマイクロLEDを接合しなければならず、製造技術に課題があります。そこで、OKIでは、CFBソリューションにより、この製造課題の解決を可能にしました。

ユースケース
MEMSデバイスへの応用

OKIとI-PEX Piezo Solutions株式会社(以下、IPS社)(注1)は、圧電単結晶薄膜とSOIウエハーの接合技術を確立し、超音波センサーなど圧電MEMSデバイスの性能を飛躍的に向上させる「圧電単結晶薄膜接合ウエハー」の試作に成功しました。
従来の圧電薄膜は多結晶であり、結晶の配列がバラバラなため、本来材料が持つ性能を発揮できませんでした。結晶が正しく配列した単結晶であれば、本来の物性が発揮できますが、実用的な面積での単結晶化は困難でした。そこで、IPS社は独自のバッファー層を用いることで、実用可能な8インチサイズで単結晶化に成功し、多結晶と比較して極めて高い性能を実現いたしました。
今回の共創では、OKIのCFBソリューションにより、IPS社の圧電単結晶薄膜の性能を毀損することなく、剥離・接合を行うことで、従来では発想できなかった新たな付加価値向上を期待し共創に至りました。

注1:2023年1月1日にKRYSTAL株式会社からI-PEX Piezo Solutions株式会社に社名変更

ユースケース
パワー半導体デバイスへの応用

OKIは、信越化学工業株式会社(以下、信越化学)と共同で、信越化学が独自改良したQST基板からOKIのCFB技術を用いてGaN(窒化ガリウム)機能層のみを剥離し、異種材料基板へ接合する技術の開発に成功しました。
本技術によりGaNの縦型導電が可能となり、大電流を制御できる縦型GaNパワーデバイスの実現と普及に貢献します。今後両社は、GaNデバイスを製造するお客様とのパートナーリングにより、社会実装可能な縦型GaNパワーデバイスの開発を進めます。

CFBの今後の取り組みについて

OKIはこれからも、CFB技術を活用したCFBソリューションをベースに、材料メーカー様やデバイスメーカー様との共創を実施し、半導体デバイスの複合化による付加価値向上に貢献します。CFBソリューションによる先端半導体材料活用も視野に入れ、社会課題の解決に貢献していきます。

CFBは、沖電気工業株式会社の登録商標です。

本記事およびOKIの「Yume Pro」については、こちらよりお問い合わせください。

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