EGMA（電子材料用高純度有機金属）

東ソー・ファインケムは1969年からポリオレフィン用の重合助触媒であるアルキルアルミニウムを生産しており、自然発火性を持つ有機金属化合物を安全に扱う技術を蓄積してきました。そうしたなか、当社は1980年にテキサス・アルキルズからEGMA（電子材料用高純度有機金属）の製造技術を導入し、有機金属化合物の電子材料用途での展開を開始しました。当初は研究部門で少量生産していましたが、1982年にはEGMA製造設備を設置して本格生産を開始しました。

TMIの製造プロセスでは、高純度化を達成するために蒸留精製を行っています。これには、きめ細かなハンドリングが求められ、精製窒素で封入したグローブボックスと呼ばれる装置のなかで、TMIに酸素を混入させないようにして製造する技術の構築が必須課題でした。化合物半導体は主にMOCVD（有機金属気相成長）法と呼ばれる、物質の表面に薄い膜を堆積する方法で製造されます。TMIをはじめとする当社のEGMAは成膜時の原料となりますが、このときTMIに含まれている酸素が成膜の歩留まり低下の要因となります。当社はプラントの気密性を高め、反応工程での酸素の混入を防ぐとともに、極微量の酸素を検知して取り除く技術を確立しました。現在では酸素濃度1ppm未満の低酸素TMIを生産する技術を有しています。

酸素に加えて、金属不純物の管理も重要な工程です。当社は約16種類ある金属元素を同時に検出する新しい高感度発光分析装置を導入したことで、1元素ずつ検出していた従来法に比べ、検出限界や分析速度の大幅な向上を実現しました。このような高精度の分析・評価技術は、生産技術とともに当社のEGMA事業の強みとなっています。

容器形状の工夫で成膜コスト削減に貢献

MOCVD法では、TMIなどの有機金属材料の入った容器にキャリアガスと呼ばれる不活性ガス（窒素やアルゴンなど）を送り込んで気化させ、基盤に吹き付けることで成膜を行います。しかし、従来の方法では、TMIの成膜過程で容器側面にTMIの粉末が固着して取り出せなくなる、あるいはTMIがキャリアガスとうまく混ざらず、得られる膜が不均一になって性能が低下するといった問題が生じていました。

TMシリーズの容器

そこで、TMIをより効率よく使用し、長期間安定して均一な成膜ができるよう、当社は流体解析ソフトを用いた専用容器の開発に取り組みました。容器の内部構造を改造した結果、2000年にはTMシリーズと呼ばれる新型容器が誕生しました。TMシリーズは、その特殊な内部構造でキャリアガスの流れを制御し、TMI粉体を長期間安定して気化させることができます。さらに、TMIを粉砕し粒径を細かくするなどの改良も重ね、コンパクトな容器でありながら高い歩留まりを実現することが可能になりました。こうした工夫が、化合物半導体製造における性能の向上やコスト削減に貢献しています。

 

さらなる広がり