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速度論的表面エネルギーを考慮したSiC多形制御結晶成長プロセス

研究課題

研究課題/領域番号 18H01891
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分30010:結晶工学関連
研究機関九州大学

研究代表者

西澤 伸一  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (40267414)

研究分担者 柿本 浩一  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (90291509)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード炭化ケイ素 / 結晶成長 / 不純物 / 表面 / 多形 / エネルギー / SiC / 数値解析
研究成果の概要

SiC多形制御について,バルクエネルギー,静的表面エネルギー,動的表面吸着エネルギーに対するドーパントの影響をDFTにより検討し,n型4H-SiC安定成長はC終端面かつ窒素ドープ条件でのみ可能であることを示した。他の条件下では,4H-SiC基板上では多形変形が起きる可能性が高い。また,p型4H-SiCは,アルミニウムドープで成長させる際に,C終端面,Si終端面いずれも安定成長を困難であることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

SiCの普及にたいして最大のボトルネックになっているSiC単結晶基板に関して,初めて理論的に多形制御物理を明らかにした。この成果は,4H-SiCを絶対安定に成長させるための最適結晶成長条件確立につながり,ポストシリコン時代の省エネルギーパワー半導体材料として期待されているSiCの本格的実用化を支えることである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] SIMAP/CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigation of acceptable breakdown voltage variation for parallel-connected SiC MOSFETs during unclamped inductive switching test2021

    • 著者名/発表者名
      Zaiqi Lou, Wataru Saito and Shin-ichi Nishizawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 号: SB ページ: SBBD18-SBBD18

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abebc1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of nitrogen and aluminium on silicon carbide polytype stability2019

    • 著者名/発表者名
      S.Nishizawa,, F.Mercier
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 518 ページ: 99-102

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2019.04.018

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Effect of Nitrogen / Aluminum on Silicon Carbide Poly-type Stability2018

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi NISHIZAWA and Frédéric Mercier
    • 学会等名
      the 9th International Workshop on Modeling in Crystal Growth
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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