r-GeO₂半導体の期待されるメリット
高耐圧・低損失
高い絶縁破壊電界により、高電圧環境下でも安定動作し、電力変換時のエネルギー損失を大幅に削減。
これにより、システムの高効率化と発熱抑制に貢献します。
これにより、システムの高効率化と発熱抑制に貢献します。
小型・軽量化
低損失特性は、デバイスの小型化を可能にし、最終製品の省スペース化、軽量化に直結します。
これにより、設計の自由度が向上し、新たなアプリケーションの創出を促します。
これにより、設計の自由度が向上し、新たなアプリケーションの創出を促します。
環境負荷の少ない製造プロセス
GeO₂の製造プロセスは、SiCの昇華法（2000°C超）とは異なり、成膜温度が1000度以下での製造が可能であり、高価な真空環境も不要なため、莫大な電力消費を抑え、環境に優しく製造コストの低減につながります。また、SiCほど硬くなく、酸化ガリウムのような劈開性がないため、半導体加工が容易で、デバイス製造の歩留まり向上とコスト削減に大きく貢献します。
省エネ社会への貢献
電力変換時のエネルギー損失の低減はCO₂排出量の削減に寄与し、持統可能な低炭素社会の実現に貢献します。
新たなアプリケーションへの創出
これまでの半導体では難しかった高出力・高耐圧の電力制御を可能にし、産業、交通など様々な分野で新たな技術革新を促進します。
r-GeO₂の基本物性表
| 特性 | r-GeO₂(ルチル型二酸化ゲルマニウム) |
|---|---|
| バンドギャップ(eV) | 4.45~4.77(実測) |
| 絶縁破壊電界(MV/cm) | |
| 電子移動度(㎠/Vs) | |
| 正孔移動度(㎠/Vs) | |
| 熱伝導率(W/m K) | |
| 熱膨張係数(/K) | |
| 平均熱膨張率(/K)(室温~600 ℃)((001)面) | 3.9×10⁻⁶(実測)* |
| バリガ性能指数 (Si=1) | |
| ビッカース硬度 (Hv) （(110)面) | 1610 (実測)* |
| ヤング率 (GPa) | 293GPa(実測)* |
r-GeO₂(ルチル型二酸化ゲルマニウム)の実測値はバンドギャップ (eV)25年9月7日に公開(4.45~4.77 Patentix）
(4.85 ~ 5.63 論文)
(4.85 ~ 5.63 論文)
*n=1です
空欄の物性値については、現在実測を進めております。開示可能になり次第更新いたします。
GeO2 半導体製品
(開発中)
有償サンプル
10mm角
GeO₂ on Si基板
(有償サンプル提供中)
商品写真（参考写真）
仕様
- 特長：安価なSi基板上に二酸化ゲルマニウム結晶を成長させたヘテロエピ基板です。導電性バッファ層を採用することで縦型デバイスの研究開発に適しています。
- 用途：パワーMOSFET、SBDなど。SiCよりも安価な基礎研究向け
10mm角
GeO₂ on SiC基板
(有償サンプル提供中)
商品写真（参考写真）
仕様
- 特長：高い熱伝導率を誇るSiC基板上に成長させた二酸化ゲルマニウムヘテロエピ基板です。
- 用途：パワーMOSFET、SBDなど。放熱性が重要となる基礎研究向け。
10mm角
GeO₂ on TiO₂基板
(有償サンプル提供中)
商品写真（参考写真）
仕様
- 特長：二酸化ゲルマニウムと同じ結晶構造を有するTiO₂基板上の二酸化ゲルマニウムヘテロエピ基板です。
- 用途：基礎研究向け
- ドーピング：アンチモン (Sb) 不純物による n 型ドーピングが可能。
【有償サンプルのご案内】
びわこ半導体構想会員様特別価格
当社が企画するコンソーシアムにご加入の方は、特別価格でご提供いたします。
詳細はお問い合わせください。
GeO2 研究成果
Patentix会社紹介動画
- 12th IEEE CPMT Symposium Japan (ICSJ20239にて 公開された当社紹介動画
Q & A
全般
- Q : 社名の由来と意味は？
- A : Patent(特許)＋X（未知の可能性）を掲げ、2022年12月に学校法人立命館発のベンチャーとして
Patentix株式会社を設立しました。
- Q : 本社・事業所はどこか？
- A :本社：滋賀県草津市野路東1-1-1立命館大学BKCインキュベータ
事務所①：滋賀県草津市野路東7丁目3-46滋賀県立テクノファクトリー3号棟
事務所②：滋賀県草津市野路東7丁目3-46滋賀県立テクノファクトリー9号棟
Q :現在の資本金額は？
A :5,000万円（2025年10月末現在）
- Q :現在の役員数は？
- A :会社紹介役員の欄をご覧ください
- Q :マイルストーンについて教えてほしい
- A :25年中に10mm角サンプルの出荷を目指しています。27年には6インチウェハのサンプル出荷を目指しています。
- Q :ターゲットアプリケーションは何か？
- A :エアコン・テレビなどの民生機器、車載、産業機器など
半導体事業について
- Q :Patentixの主な製品は？
- A : 新規半導体材料GeO₂エピウエハ、GeO₂デバイス
- Q : 競合品は何か？
- A :SiC、酸化ガリウム、ダイヤモンド
- Q : 二酸化ゲルマニウム半導体はどのようなデバイスに使われるか？
- A :電力を制御・変換する際に使われるパワー半導体デバイス（パワーデバイス）に使われることを目指しています。
- Q : なぜr-GeO₂半導体が必要なのか？
- A :r-GeO₂はSiCの3.3eVを上回る約4.7eVバンドギャップを有しており、高い絶縁破壊電界が期待できます。 絶縁破壊電界が高い半導体材料でデバイスを作ることで、高耐圧と低抵抗を両立させたパワーデバイスの実現が期待できます。
- Q :他の材料と比較してr-GeO₂はどこが優れているのか？
- A :r-GeO₂の他には、酸化ガリウム（Ga2O3）やダイヤモンドといった材料の研究が進められていましたが、これらのライバルとなる超ワイドバンドギャップ半導体材料では、多くの半導体デバイスに必須となる、「p型n型の両伝導」を実現することが困難でした。 r-GeO₂は、超ワイドバンドギャップ半導体には珍しくp型n型の両方を実現可能な材料であると理論的に予測されています。
- Q :なぜp型n型の両方ができるのか？
- A :結晶中の酸素原子同士の距離が、他の酸化物材料に比べて短いためp型伝導を実現できる、とする第一原理計算による研究結果が報告されています。
- Q :二酸化ゲルマニウムは水に溶けませんか？
- A :アモルファス（不規則な原子配列の固体）は水に溶けますが、ルチル構造のGeO₂は安定で溶けません。
- Q :加工は難しいか？
- A :SiCよりも結晶が柔らかいことを確認しています。また、劈開しやすいことも確認されていません。
- Q :基板価格は高額になるか？
- A :シリコン基板上にr-GeO₂の結晶を成膜した「GeO₂ on Si基板」の実現を目指しています。 安価なSi基板を用いることと、GeO₂の結晶膜は10um程度あれば良いので材料コストを低減できるため、SiCよりも安価な基板価格を目指しています。
- Q :GeO₂ on Si基板は、横型パワーデバイスが目標となるか？
- A :導電性バッファ層を採用することで、縦型パワーデバイスに適した基板を目指しています。
ライセンス事業について
- Q : Patentixの知財戦略は？
- A : オープンイノベーション戦略を取っております。弊社は研究開発型ベンチャーであり、知的財産権の取得には力を入れておりますが、一方で半導体ということで、技術も幅広く多岐にわたり、企業連携も必須となってきます。そのため、オープンイノベーション戦略が必要になってきます。