脱炭素を支えるSiCパワー半導体の利用拡大を規格が後押し
2026年10月27日 発信地：東京/日本
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ウェハ欠陥試験法の国際標準化によりSiC製品の普及を促進
ポイント
・ SiCウェハ欠陥の国際的に統一された品質評価基準がなく、品質ばらつきや信頼性確保が課題
・ 従来試験技術で検出困難な欠陥に対応したX線トポグラフ法の国際標準化
・ SiCパワー半導体の高品質化・高信頼化と市場拡大、国内パワー半導体産業の市場競争力強化に貢献
【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202610238601-O1-VNx1XI95】
電気自動車や再生可能エネルギー分野でのSiCパワー半導体の普及拡大を支えるため、X線トポグラフ法（XRT）によるSiCエピタキシャルウェハの欠陥試験方法を規定した国際規格IEC 63068-5（以下「本規格」という）が発行されました。国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下「産総研」という）は、一般社団法人電子情報技術産業協会（JEITA）をはじめとする産学官の関係機関と協調して、長年にわたり蓄積してきたウェハ品質評価技術およびデバイス信頼性評価技術の知見を結集し、本規格の発行に貢献しました。
これにより、製品として使用できなくなる結晶欠陥の可視化とSiCエピタキシャルウェハ品質評価の高度化が進み、国内外でのSiC製品の普及拡大と脱炭素社会の実現に貢献します。
下線部は【用語解説】参照
社会課題の解決
脱炭素社会の進展や電動車・再生可能エネルギーの普及拡大を背景に、電力損失の低減を担うSiCパワー半導体の需要が急増しており、社会インフラを支える中核デバイスとして高効率性と高信頼性の両立が強く求められています。これまで、光学検査手法およびフォトルミネッセンス法の国際標準化により、SiCエピタキシャルウェハの品質評価手法が体系化され、ウェハ品質の向上とともにSiCパワーデバイスの社会実装が着実に進展してきました。
一方で、SiC結晶中にはこれらの手法だけでは検出が困難なデバイスキラー欠陥が存在し、デバイスの歩留まり・信頼性の向上に向けた課題が残されていました。本規格で新たに導入されるX線トポグラフ法は、この検出困難な結晶欠陥をウェハ全体にわたり可視化できる点に特徴があり、従来の手法では捉えきれなかった信頼性阻害要因を明確化し、ウェハ品質評価の精度を飛躍的に向上させます。
これにより、ウェハ品質評価技術をウェハ製造プロセスへ適切にフィードバックすることが可能となり、SiCエピタキシャルウェハ品質の一層の向上が期待されます。その結果、欠陥に起因したデバイス性能ばらつきや信頼性低下の抑制が期待され、高性能かつ高信頼なSiCパワーデバイスの実現が加速します。さらに、国際的に整合した品質評価基盤の確立を通じて、電動車や電力インフラ分野におけるSiC製品の普及を促進し、電力利用効率の向上によるCO₂排出削減や国内パワー半導体産業の競争力強化に貢献します。
規格発行までの道のり
SiCパワーデバイスの製造プロセスおよび信頼性評価に関する研究開発に取り組む中で、SiCエピタキシャルウェハに存在する結晶欠陥がデバイスの歩留まりや信頼性を低下させる主要因であることが明らかになりました。これを受け、産総研では2001年頃より、SiCエピタキシャルウェハに存在する結晶欠陥がデバイスの歩留まりや信頼性に与える影響に着目し、ウェハ品質とデバイス信頼性との相関に関する研究に取り組んできました。しかし当時は、欠陥の定義や検査手法が統一されておらず、機関・企業ごとに異なる基準が用いられていたため、欠陥起因の課題を共通基盤のもとで議論することが困難な状況にありました。
この課題を解決するため、2010年度に開始された国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）プロジェクトにおいて、欠陥分類の整理や光学検査手法、フォトルミネッセンス法、X線トポグラフ法など複数手法の相関評価、欠陥とデバイス特性の関係解明を進め、欠陥評価の基礎的枠組みを産学連携により構築しました。さらに2015年度以降は、経済産業省の委託事業のもとで結晶欠陥評価手法の国際標準化活動を本格化させ、JEITA規格の開発と並行してIEC TC 47/WG 5において海外専門家と協議を重ね、技術仕様の国際整合を進めました。
その結果、2019年に欠陥分類（IEC 63068-1）および光学検査手法（IEC 63068-2）、2020年にフォトルミネッセンス法（IEC 63068-3）、2022年に両手法の統合評価（IEC 63068-4）の規格が順次発行され、SiCウェハ品質の向上とデバイスの社会実装に大きく貢献しました。一方で、これらの手法では検出が困難なデバイスキラー欠陥への対応が新たな課題として顕在化しました。
この課題を解決するため、産総研を中心に、従来は見つけることが難しかった欠陥を検出できるX線トポグラフ法の研究開発と試験方法の標準化を一体的に取り組みました。その成果を基に、業界規格であるJEITA規格（JEITA EDR-4712/500）を制定し、その内容を国際標準規格原案としてIECに日本が提案しました。IEC TC 47/WG 5での国際審議を経て、IEC 63068-5が2026年10月に発行されました。
今後の予定・波及効果
今後、SiCウェハ・デバイスメーカーにおいて本規格に準拠した品質評価手法の導入が進むことで、従来は検出が困難であった欠陥を含めたウェハ品質の可視化が可能となります。これにより、品質ばらつきの低減、歩留まり向上、信頼性改善に向けた製造管理が進み、高信頼SiCパワーデバイスの安定供給とコスト低減を通じて、電動車や再生可能エネルギー機器への普及拡大に貢献します。特に、自動車分野では低コスト化への要求が強く、本規格による品質改善を通じたコスト低減が期待されます。また、耐圧10 kVを超える超高耐圧パワーデバイスの実用化が期待される電力インフラ分野においても、ウェハ高品質化による信頼性向上が極めて重要であり、再生可能エネルギー機器の普及拡大と社会インフラの安全性・安定性向上に貢献します。
また、本規格は日本で先行して整備されたJEITA規格を基に国際標準化されたものです。国内企業が蓄積してきたSiCウェハ品質評価技術が国際的な共通基準として活用されることで、日本製SiC製品の信頼性を海外にも示しやすくなります。これにより、海外市場での競争力向上や高品質なSiC製品の安定供給につながり、日本の半導体産業の強化と経済安全保障の確保にも寄与します。
さらに、光学検査手法、フォトルミネッセンス法、X線トポグラフ法の3つの試験方法を統合した欠陥判別法についても、JEITA規格（JEITA EDR-4712/600）として整備されており、本規格を基にしたIEC規格の新規プロジェクト（IEC 63068-6）を2026年7月に提案しました。その後、2026年7月24日から10月16日まで実施された各国投票において承認され、新たなIEC規格開発プロジェクトとして正式に発足する予定です。
今後は、IEC63068-6の国際規格開発を各国専門家と連携して推進するとともに、IEC規格に準拠したSiCウェハ品質試験法を活用した産学官連携の共同研究や技術支援を展開していきます。また、学会やセミナー等を通じた普及活動を進めることで、国際標準の定着とさらなる高度化を図ります。これにより、SiCウェハ品質評価の国際標準体系の完成に向けた取り組みが大きく前進し、高性能・高信頼なSiCパワーデバイスの実現を支える品質評価基盤の強化が期待されます。
【表：https://kyodonewsprwire.jp/prwfile/release/M107968/202610238601/_prw_PT1fl_9JO4kpv0.png】
予算制度
経済産業省委託事業：
エネルギー需給構造高度化基準認証推進事業費（省エネルギー等国際標準開発（国際電気標準分野）「SiCエピタキシャルウェハ品質試験法に関する国際標準化」（2024～2026年度）
省エネルギー等国際標準開発（国際電気標準分野）「化合物パワー半導体の品質・信頼性試験法に関する国際標準化」（2021～2023年度）
省エネルギー等国際標準の獲得・普及促進事業委託費（省エネルギー等国際標準共同研究開発・普及基盤構築）「SiCエピ欠陥非破壊検査方法に関する国際標準化及び認証事業化検討による普及基盤構築」（2018～2020年度）
省エネルギーに関する国際標準の獲得・普及促進事業委託費（省エネルギー等国際標準開発（国際電気標準分野））「SiCエピ/ウェハに関する国際標準化」（2015～2017年度）
用語解説
SiCパワー半導体
シリコン（Si）に代わり炭化ケイ素（SiC）を用いることで電力損失を低減できる、高効率な電力制御用半導体材料。
X線トポグラフ法
X線回折を利用して結晶内部のひずみや欠陥を可視化し、光学検査手法やフォトルミネッセンス法では検出が難しい一部の結晶欠陥を検出できる評価技術。
エピタキシャルウェハ
単結晶基板上に同じ結晶構造の薄膜を成長させた半導体材料で、デバイス製造の基板となるウェハ。
光学検査手法
顕微鏡などでウェハ表面の形状や凹凸から欠陥を検出する方法。
フォトルミネッセンス法
光を照射した際に発生する発光を解析し、結晶内部の欠陥を検出する方法。
デバイスキラー欠陥
デバイスの動作不良や故障を直接引き起こし、製品として使用できなくなる原因となる結晶欠陥。
歩留まり
製造した製品のうち良品として出荷できる割合。
プレスリリースURL
https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2026/pr20261027/pr20261027.html
ポイント
・ SiCウェハ欠陥の国際的に統一された品質評価基準がなく、品質ばらつきや信頼性確保が課題
・ 従来試験技術で検出困難な欠陥に対応したX線トポグラフ法の国際標準化
・ SiCパワー半導体の高品質化・高信頼化と市場拡大、国内パワー半導体産業の市場競争力強化に貢献
【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202610238601-O1-VNx1XI95】
電気自動車や再生可能エネルギー分野でのSiCパワー半導体の普及拡大を支えるため、X線トポグラフ法（XRT）によるSiCエピタキシャルウェハの欠陥試験方法を規定した国際規格IEC 63068-5（以下「本規格」という）が発行されました。国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下「産総研」という）は、一般社団法人電子情報技術産業協会（JEITA）をはじめとする産学官の関係機関と協調して、長年にわたり蓄積してきたウェハ品質評価技術およびデバイス信頼性評価技術の知見を結集し、本規格の発行に貢献しました。
これにより、製品として使用できなくなる結晶欠陥の可視化とSiCエピタキシャルウェハ品質評価の高度化が進み、国内外でのSiC製品の普及拡大と脱炭素社会の実現に貢献します。
下線部は【用語解説】参照
社会課題の解決
脱炭素社会の進展や電動車・再生可能エネルギーの普及拡大を背景に、電力損失の低減を担うSiCパワー半導体の需要が急増しており、社会インフラを支える中核デバイスとして高効率性と高信頼性の両立が強く求められています。これまで、光学検査手法およびフォトルミネッセンス法の国際標準化により、SiCエピタキシャルウェハの品質評価手法が体系化され、ウェハ品質の向上とともにSiCパワーデバイスの社会実装が着実に進展してきました。
一方で、SiC結晶中にはこれらの手法だけでは検出が困難なデバイスキラー欠陥が存在し、デバイスの歩留まり・信頼性の向上に向けた課題が残されていました。本規格で新たに導入されるX線トポグラフ法は、この検出困難な結晶欠陥をウェハ全体にわたり可視化できる点に特徴があり、従来の手法では捉えきれなかった信頼性阻害要因を明確化し、ウェハ品質評価の精度を飛躍的に向上させます。
これにより、ウェハ品質評価技術をウェハ製造プロセスへ適切にフィードバックすることが可能となり、SiCエピタキシャルウェハ品質の一層の向上が期待されます。その結果、欠陥に起因したデバイス性能ばらつきや信頼性低下の抑制が期待され、高性能かつ高信頼なSiCパワーデバイスの実現が加速します。さらに、国際的に整合した品質評価基盤の確立を通じて、電動車や電力インフラ分野におけるSiC製品の普及を促進し、電力利用効率の向上によるCO₂排出削減や国内パワー半導体産業の競争力強化に貢献します。
規格発行までの道のり
SiCパワーデバイスの製造プロセスおよび信頼性評価に関する研究開発に取り組む中で、SiCエピタキシャルウェハに存在する結晶欠陥がデバイスの歩留まりや信頼性を低下させる主要因であることが明らかになりました。これを受け、産総研では2001年頃より、SiCエピタキシャルウェハに存在する結晶欠陥がデバイスの歩留まりや信頼性に与える影響に着目し、ウェハ品質とデバイス信頼性との相関に関する研究に取り組んできました。しかし当時は、欠陥の定義や検査手法が統一されておらず、機関・企業ごとに異なる基準が用いられていたため、欠陥起因の課題を共通基盤のもとで議論することが困難な状況にありました。
この課題を解決するため、2010年度に開始された国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）プロジェクトにおいて、欠陥分類の整理や光学検査手法、フォトルミネッセンス法、X線トポグラフ法など複数手法の相関評価、欠陥とデバイス特性の関係解明を進め、欠陥評価の基礎的枠組みを産学連携により構築しました。さらに2015年度以降は、経済産業省の委託事業のもとで結晶欠陥評価手法の国際標準化活動を本格化させ、JEITA規格の開発と並行してIEC TC 47/WG 5において海外専門家と協議を重ね、技術仕様の国際整合を進めました。
その結果、2019年に欠陥分類（IEC 63068-1）および光学検査手法（IEC 63068-2）、2020年にフォトルミネッセンス法（IEC 63068-3）、2022年に両手法の統合評価（IEC 63068-4）の規格が順次発行され、SiCウェハ品質の向上とデバイスの社会実装に大きく貢献しました。一方で、これらの手法では検出が困難なデバイスキラー欠陥への対応が新たな課題として顕在化しました。
この課題を解決するため、産総研を中心に、従来は見つけることが難しかった欠陥を検出できるX線トポグラフ法の研究開発と試験方法の標準化を一体的に取り組みました。その成果を基に、業界規格であるJEITA規格（JEITA EDR-4712/500）を制定し、その内容を国際標準規格原案としてIECに日本が提案しました。IEC TC 47/WG 5での国際審議を経て、IEC 63068-5が2026年10月に発行されました。
今後の予定・波及効果
今後、SiCウェハ・デバイスメーカーにおいて本規格に準拠した品質評価手法の導入が進むことで、従来は検出が困難であった欠陥を含めたウェハ品質の可視化が可能となります。これにより、品質ばらつきの低減、歩留まり向上、信頼性改善に向けた製造管理が進み、高信頼SiCパワーデバイスの安定供給とコスト低減を通じて、電動車や再生可能エネルギー機器への普及拡大に貢献します。特に、自動車分野では低コスト化への要求が強く、本規格による品質改善を通じたコスト低減が期待されます。また、耐圧10 kVを超える超高耐圧パワーデバイスの実用化が期待される電力インフラ分野においても、ウェハ高品質化による信頼性向上が極めて重要であり、再生可能エネルギー機器の普及拡大と社会インフラの安全性・安定性向上に貢献します。
また、本規格は日本で先行して整備されたJEITA規格を基に国際標準化されたものです。国内企業が蓄積してきたSiCウェハ品質評価技術が国際的な共通基準として活用されることで、日本製SiC製品の信頼性を海外にも示しやすくなります。これにより、海外市場での競争力向上や高品質なSiC製品の安定供給につながり、日本の半導体産業の強化と経済安全保障の確保にも寄与します。
さらに、光学検査手法、フォトルミネッセンス法、X線トポグラフ法の3つの試験方法を統合した欠陥判別法についても、JEITA規格（JEITA EDR-4712/600）として整備されており、本規格を基にしたIEC規格の新規プロジェクト（IEC 63068-6）を2026年7月に提案しました。その後、2026年7月24日から10月16日まで実施された各国投票において承認され、新たなIEC規格開発プロジェクトとして正式に発足する予定です。
今後は、IEC63068-6の国際規格開発を各国専門家と連携して推進するとともに、IEC規格に準拠したSiCウェハ品質試験法を活用した産学官連携の共同研究や技術支援を展開していきます。また、学会やセミナー等を通じた普及活動を進めることで、国際標準の定着とさらなる高度化を図ります。これにより、SiCウェハ品質評価の国際標準体系の完成に向けた取り組みが大きく前進し、高性能・高信頼なSiCパワーデバイスの実現を支える品質評価基盤の強化が期待されます。
【表：https://kyodonewsprwire.jp/prwfile/release/M107968/202610238601/_prw_PT1fl_9JO4kpv0.png】
予算制度
経済産業省委託事業：
エネルギー需給構造高度化基準認証推進事業費（省エネルギー等国際標準開発（国際電気標準分野）「SiCエピタキシャルウェハ品質試験法に関する国際標準化」（2024～2026年度）
省エネルギー等国際標準開発（国際電気標準分野）「化合物パワー半導体の品質・信頼性試験法に関する国際標準化」（2021～2023年度）
省エネルギー等国際標準の獲得・普及促進事業委託費（省エネルギー等国際標準共同研究開発・普及基盤構築）「SiCエピ欠陥非破壊検査方法に関する国際標準化及び認証事業化検討による普及基盤構築」（2018～2020年度）
省エネルギーに関する国際標準の獲得・普及促進事業委託費（省エネルギー等国際標準開発（国際電気標準分野））「SiCエピ/ウェハに関する国際標準化」（2015～2017年度）
用語解説
SiCパワー半導体
シリコン（Si）に代わり炭化ケイ素（SiC）を用いることで電力損失を低減できる、高効率な電力制御用半導体材料。
X線トポグラフ法
X線回折を利用して結晶内部のひずみや欠陥を可視化し、光学検査手法やフォトルミネッセンス法では検出が難しい一部の結晶欠陥を検出できる評価技術。
エピタキシャルウェハ
単結晶基板上に同じ結晶構造の薄膜を成長させた半導体材料で、デバイス製造の基板となるウェハ。
光学検査手法
顕微鏡などでウェハ表面の形状や凹凸から欠陥を検出する方法。
フォトルミネッセンス法
光を照射した際に発生する発光を解析し、結晶内部の欠陥を検出する方法。
デバイスキラー欠陥
デバイスの動作不良や故障を直接引き起こし、製品として使用できなくなる原因となる結晶欠陥。
歩留まり
製造した製品のうち良品として出荷できる割合。
プレスリリースURL
https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2026/pr20261027/pr20261027.html
提供：共同通信ＰＲワイヤー
