Growth of SiC bulk crystals by chemical vapor deposition

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K04252
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Masumoto Keiko 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (60635324)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 炭化珪素 / エピタキシャル成長 / スパイラル成長

Outline of Final Research Achievements

I investigated the conditions surrounding SiC spiral growth to realize SiC bulk crystals grown by chemical vapor deposition. The defect density at a high growth rate drastically decreased by optimizing the growth conditions at the initial growth stage. I succeeded in growing a thick SiC epitaxial layer with a thickness of 194 μm on a 3-inch substrate at a growth rate of 40 μm/h for 5 h, and demonstrating its free-standing epitaxial layer, which could be handled using tweezers.

Free Research Field

結晶工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

次世代パワー半導体SiCはCO2排出抑制のキーデバイスとして注目を集めており、本研究の成果によりCVD法によるSiCバルク結晶成長が実現すると、SiCデバイスのコストが低減し、更なる普及につながる。また、SiCは様々な多形が安定であるため、エピタキシャル成長においてスパイラル成長の安定化は困難であると考えられていたが、成長初期の過飽和度の制御等、スパイラル成長実現のための重要な要素を示すことができた。