2インチSiCインゴット 直径50.8mmx10mmt 4H-N単結晶

SiC結晶成長技術

SiCの特性上、単結晶の成長は困難です。これは主に、大気圧下ではSi：C＝1：1の化学量論比を持つ液相が存在しないことに起因しており、半導体産業の主流である直接描画法や落下るつぼ法などのより成熟した成長方法ではSiCを成長させることができません。理論的には、Si：C＝1：1の化学量論比を持つ溶液は、圧力が10E5atm以上、温度が3200℃以上の場合にのみ得られます。現在、主流の方法には、PVT法、液相法、高温気相化学堆積法などがあります。

当社が提供する SiC ウェハと結晶は主に物理気相輸送 (PVT) によって成長しており、以下は PVT の簡単な紹介です。

物理蒸気輸送法（PVT法）は、1955年にLelyが発明した気相昇華法に由来する。この方法では、SiC粉末をグラファイト管に入れ、高温で加熱することでSiC粉末を分解・昇華させ、その後グラファイト管を冷却することで、分解されたSiC粉末の気相成分がグラファイト管の周囲にSiC結晶として析出・結晶化する。この方法は、大型のSiC単結晶を得るのが難しく、グラファイト管内での析出プロセスを制御するのが難しいという欠点があるものの、後続の研究者に新たなアイデアを提供した。

ロシアのYM Tairovらは、この原理に基づいて種結晶の概念を導入し、SiC結晶の結晶形状と核生成位置の制御不能な問題を解決しました。その後の研究者たちは改良を続け、最終的に今日産業的に使用されている物理蒸気移動法（PVT法）を開発しました。

PVT法は最も古いSiC結晶成長法であり、現在最も主流のSiC結晶成長法です。他の方法と比較して、成長装置に対する要件が低く、成長プロセスが単純で、制御性が高く、開発と研究が徹底しており、すでに産業化されています。