2019 Fiscal Year Annual Research Report
Ultra rapid liquid phase epitaxy of SiC crystal using nano-particles
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18H05338
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉川 健 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (90435933)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮川 鈴衣奈 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10635197)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | SiC / 液相成長 / エピタキシー / 合金溶液 / ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、CVD法の代替法となりうる高速成膜手法として、Gibbs-Thomson効果により高過飽和を付与する液相成長法を考案し、超高速成長液相エピタキシャル成長の基礎的検討を実施した。
SiC微粒子を溶媒を形成する合金粉末に均一分散した粉体を作成し、これよりタブレットもしくはスラリーを作成した後、下地基板となる4H-SiC(000-1)単結晶に載せて、高速昇温、冷却過程でエピタキシャル成長を促す。特に、タブレット試料について、合金相が溶融する際に気泡残留により、下地基盤との接触不良を生じるケースが多く生じたが、加熱条件の修正によりそれを回避することに成功した。またスラリー試料について、スラリー化に用いる有機溶媒を検討することで、適切なスラリー塗布条件を検討した。その結果、1600℃1minの保持および昇降温する過程で20μm超のエピタキシャル成長を得ることに成功し、特許申請を行っている。
また本成長に用いる下地基板をオフセット基板とした場合に成長厚みはオン基板上への成長時の2－3倍となる傾向にあった。そこで4H-SiC単結晶の可視光透過性を利用し、本成長過程の成長その場観察を実施した。その結果、4H-SiC(000-1)基板上への成長の場合は、合金相溶解開始後に一定の停滞期間を得てアイランド成長をするのに対し、オフセット基板については溶解開始直後から全面成長を生じる傾向があることを確かめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は特に、成長に供する試料の調整条件に焦点を当てて研究を実施した。適合金の溶融とSiC微粒子の分散条件を検討することで、安定的な高速成長条件を見出しており、これを基にした特許申請も実施できている。
一方他の基礎的検討については実施が遅れているため、進捗を"おおむね順調"と自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度確立した試料調整条件をもとに、熱処理条件ならびに合金系を系統的に評価することでさらなる高速成長条件を見出すとともに、成長層の選択的形成を実証する。加えて、成長層のインクルージョン生成ならびに成長層の組成分析へと展開し、本成長の基礎的検討を進める。
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