2022 Fiscal Year Annual Research Report
高温CVD法による高速SiCバルク結晶成長における転位低減機構解明と限界探求
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20H00356
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| Research Institution | Central Research Institute of Electric Power Industry |
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Principal Investigator |
土田 秀一 一般財団法人電力中央研究所, エネルギートランスフォーメーション研究本部, 副研究参事 (60371639)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | SiC / 結晶成長 / 転位 / 熱応力 / X線トポグラフィ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高温CVD（ガス法）SiC結晶成長によってオフ角度およびオフ方向が異なる種結晶を用いて成長速度約3 mm/hで得た成長結晶に対して結晶評価を行った。その結果、on-axis種結晶を用いた場合には異種ポリタイプの混在が発生しやすいこと、オフ角度を4°としてオフ方向を<1-100>とした場合にはオフ方向が<11-20>である場合と同様に異種ポリタイプの発生が抑制されることがわかった。また、放射光X線トポグラフィによる転位観察の結果、オフ方向を<1-100>もしくは<11-20>とした両者の場合において、結晶外周部に(1-100)[11-20]、(01-10)[2-1-10]、(10-10)[1-210]の3種のプリズム面転位が生成されることを確認した。これらプリズム面転位の結晶中での位置は、径方向の温度勾配を仮定した際にプリズム面に作用する剪断応力が高まる領域と符合していることから、観察されたプリズム転位の生成要因は結晶成長もしくは成長後の冷却過程における結晶中の径方向温度勾配によるものと推定できる。さらに、ガス法SiC結晶成長炉の制御システムを更新し、成長速度を増大させるための成長条件の探索を行った。その結果、オフ方向を<1-100>もしくは<11-20>とした両者の場合において、＜1-100>方向に前進するマクロステップバンチングの成長表面における発達およびそれに伴う空隙形成が、3mm/hを越える成長速度で良質な結晶を得る上での主な制限因子となることが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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