産総研ら,高速成長を可能とするSiCバルク単結晶成長用粉末原料を開発

産業技術総合研究所,太平洋セメント,屋久島電工は共同で,パワー半導体用炭化ケイ素(SiC)バルク単結晶の高速成長を可能とする昇華法用高純度SiC粉末原料を開発した。SiCバルク単結晶成長法の昇華再結晶法は現在のSiCウエハー量産技術として既に確立しているが,結晶成長速度が遅いため,SiC単結晶インゴットの製造コストが非常に高いという問題があった。

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今回,SiC原料粉末からの昇華ガスの発生しやすさに着目し,ガスの透過性を利用した空気透過法(ブレーン法)を用いて,現状の製造工程での温度条件を大きく変えずに成長速度を約 2倍に向上させることが可能となる粒子形状を有した高純度SiC粉末原料を開発した。

開発したSiC粉末原料を従来のSiC粉末原料と置き換えるだけでSiCバルク単結晶の高速成長が可能となり,高温工程の時間短縮によるコスト低減・工程の簡素化ができる。また本粉末の製造法は,従来のSiC研磨材の量産技術であるアチソン法を元に改良したもので,高純度化に加え高い量産性を持つことも特徴。

今回,昇華率の高いSiC原料粉末を開発したことによって,高濃度不純物添加と高速成長を両立した低抵抗SiCバルク単結晶を得られるようになった。結晶成長速度は最大2.2mm/hまで確認した。

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