プラズマVLS法によるハイスピードSiC溶液成長

• 研究課題/領域番号: 20686003
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 宇治原 徹 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60312641)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 26,260千円 (直接経費: 20,200千円、間接経費: 6,060千円); 2009年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2008年度: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
• キーワード: 半導体 / 結晶成長 / プラズマ

研究概要

本研究は、溶液成長の成長速度を向上させ、高品質SiC結晶の高速成長を実現することを目的としたプラズマVLSバルク結晶成長法の開発をめざした。最初に、高温環境下で利用可能な大気圧プラズマトーチの設計を行った。次に、プロパン供給方法の最適化により、カーボン原料の溶媒への高効率供給を実現した。また、高品質結晶を実現することも目的の一つとしているが、X線トポグラフィー、エッチピット観察から従来のSiCよりも高品質結晶が実現されることを証明した。ただし技術的な問題により、高温環境下でプラズマ発生を実現することができなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Stacking Faults around the hetero-interface Induced by 6H-SiC Polytype Transformation on 3C-SiC with Solution Growth (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Seki, K. Morimoto, T. Ujihara, T. Tokunaga, K. Sasaki, K. Kuroda, Y. Takeda
  • 雑誌名: Mater. Sci. Forum 645-648 ページ: 363-366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stacking Faults around the hetero-interface Induced by 6H-SiC Polytype Transformation on 3C-SiC with Solution Growth (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Seki, K.Morimoto, T.Ujihara, T.Tokunaga, K.Sasaki, K.Kuroda, Y.Takeda
  • 雑誌名: Mater.Sci. Forum 363-366 ページ: 363-366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low temperature solution growth of 3C-SiC crystals in Si-Ge-Ti solvent (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Tanaka, T. Ujihara, Y. Takeda
  • 雑誌名: Mater. Sci. Forum 600-603 ページ: 59-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polytype and Crystal Quality of SiC Crystals Grown on 3C-SiC by Seeded Solution Method (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Seki, R. Tanaka, T. Ujihara, Y. Takeda
  • 雑誌名: Mater. Sci. Forum 615-617 ページ: 27-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability Growth Condition for 3C-SiC Crystals by Solution Technique (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ujiahra, R. Maekawa, R. Tanaka, K. Sasaki, K. Kuroda, Y. Takeda
  • 雑誌名: Mater. Sci. Forum 600-603 ページ: 63-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Temperature Solution Growth on Free-standing (001)3C-SiC Epilayers (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Tanaka, K. Seki, T. Ujihara, Y. Takeda
  • 雑誌名: Mater. Sci. Forum 615-617 ページ: 37-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability Growth Condition for 3C-SiC Crystals by Solution Technique (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Ujiahra, R.Maekawa, R.Tanaka, K.Sasaki, K.Kuroda, Y.Takeda
  • 雑誌名: Mater.Sci.Forum 600-603 ページ: 63-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low temperature solution growth of 3C-SiC crystals in Si-Ge-Ti solvent (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Tanaka, T.Ujihara, Y.Takeda
  • 雑誌名: Mater.Sci.Forum 600-603 ページ: 59-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polytype and Crystal Quality of SiC Crystals Grown on 3C-SiC by Seeded Solution Method (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Seki, R.Tanaka, T.Ujihara, Y.Takeda
  • 雑誌名: Mater.Sci.Forum 615-617 ページ: 27-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Temperature Solution Growth on Free-standing (001)3C-SiC Epilayers (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Tanaka, K.Seki, T.Ujihara, Y.Takeda
  • 雑誌名: Mater.Sci.Forum 615-617 ページ: 27-30
  • 査読あり
• [学会発表] 次世代パワーデバイス半導体SiCの溶液成長 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇治原徹
  • 学会等名: 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部学術討論会「次世代自動車の普及と地球温暖化対策を目指す最先端材料研究」
  • 発表場所: 名古屋 名古屋大学
  • 年月日: 2010-02-23
• [学会発表] Stacking Faults Induced by Polytype Transformation in 6H-SiC Grown on 3C-SiC with Solution Growth (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Seki, Kai Morimoto, Toru Ujihara, Tomoharu Tokunaga, Katsuhiro Sasaki, Kotaro Kuroda, Yoshikazu Takeda
  • 学会等名: 13th International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2009 (ICSCRM2009)
  • 発表場所: Nuremberg, Germany
• [学会発表] 3C-SiC種結晶(001)面上への高品質3C-SiC低温溶液成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中亮, 関和明, 宇治原徹, 竹田美和
  • 学会等名: 第17回(2008年)SiC及び関連ワイドギャップ半導体講演会
  • 発表場所: 大田区産業プラザ, 東京都
• [学会発表] 3C-SiC(111)面への溶液成長における多形変化と高密度積層欠陥の生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関和明, 田中亮, 宇治原徹, 森本海, 徳永智春, 佐々木勝寛, 黒田光太郎、竹田美和
  • 学会等名: 第17回(2008年)SiC及び関連ワイドギャップ半導体講演会
  • 発表場所: 大田区産業プラザ, 東京都
• [学会発表] VLS法によるSiC単結晶の成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小宮山聰, 吉川和男, 田中亮, 関和明, 宇治原徹
  • 学会等名: 第17回(2008年)SiC及び関連ワイドギャップ半導体講演会
  • 発表場所: 大田区産業プラザ, 東京都
• [学会発表] 3C-SiC上の溶液成長における結晶方位と結晶内欠陥の成長多形への影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関和明, 田中亮, 宇治原徹, 竹田美和
  • 学会等名: 第38回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 仙台市戦災復興記念館, 宮城県
• [学会発表] Polytype transformation during solution growth on 3C-SiC seed crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Seki, R. Tanaka, T. Ujihara, Y. Takeda
  • 学会等名: 7th European Conference on Silicon Carbide and Related Materials
  • 発表場所: Barcelona, Spain
• [学会発表] Solution growth on free-standing (001) 3C-SiC epilayers (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Tanaka, K. Seki, T. Ujihara, Y. Takeda
  • 学会等名: 7th European Conference on Silicon Carbide and Related Materials
  • 発表場所: Barcelona, Spain
• [学会発表] 3C-SiC種結晶上への溶液成長における多形変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関和明, 田中亮, 宇治原徹, 徳永智春, 佐々木勝寛, 黒田光太郎, 竹田美和
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学, 愛知県
• [学会発表] (001)3C-SiC自立基板上への溶液成長における多形変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中亮, 関和明, 宇治原徹, 佐々木寛, 黒田光太郎, 竹田美和
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学, 愛知県
• [学会発表] 3C-SiC種結晶(001)面上への高品質3C-SiC低温溶液成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中亮, 関和明, 宇治原徹, 竹田美和
  • 学会等名: 第17回(2008年)SiC及び関連ワイドギャップ半導体講演会
  • 発表場所: 大田区産業プラザ、東京都
• [学会発表] 3C-SiC(111)面への溶液成長における多形変化と高密度積層欠陥の生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関和明、田中亮、宇治原徹、森本海、徳永智春、佐々木勝寛、黒田光太郎、竹田美和
  • 学会等名: 第17回(2008年)SiC及び関連ワイドギャップ半導体講演会
  • 発表場所: 大田区産業プラザ、東京都
• [学会発表] VLS法によるSiC単結晶の成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小宮山聰、吉川和男、田中亮、関和明、宇治原徹
  • 学会等名: 第17回(2008年)SiC及び関連ワイドギャップ半導体講演会
  • 発表場所: 大田区産業プラザ、東京都
• [学会発表] 3C-SiC種結晶上への溶液成長における多形変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関和明, 田中亮, 宇治原徹, 徳永智春, 佐々木勝寛, 黒田光太郎, 竹田美和
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学、愛知県
• [学会発表] (001)3C-SiC自立基板上への溶液成長における多形変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中亮, 関和明, 宇治原徹, 佐々木勝寛, 黒田光太郎, 竹田美和
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学、愛知県
• [学会発表] 3C-SiC上の溶液成長における結晶方位と結晶内欠陥の成長多形への影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関和明, 田中亮, 宇治原徹, 竹田美和
  • 学会等名: 第38回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 仙台市戦災復興記念館、宮城県
• [産業財産権] 炭化珪素単結晶の製造方法および該製造方法により得られる炭化珪素単結晶 (2009)
  • 発明者名: 宇治原徹, 吉川和男, 小宮山聰
  • 権利者名: 名古屋大学・東海カーボン
  • 産業財産権番号: 2009-234325
  • 出願年月日: 2009-10-08
• [産業財産権] 炭化珪素単結晶の製造方法および該製造方法により得られる炭化珪素単結晶 (2008)
  • 発明者名: 宇治原徹, 吉川和男, 小宮山聰
  • 権利者名: 名古屋大学・東海カーボン
  • 産業財産権番号: 2008-026078
  • 出願年月日: 2008-10-08
• [産業財産権] 炭化珪素単結晶の製造方法および該製造方法により得られる炭化珪素単結晶 (2008)
  • 発明者名: 宇治原徹, 吉川和男, 小宮山聰
  • 権利者名: 名古屋大学・東海カーボン
  • 産業財産権番号: 2008-262078
  • 出願年月日: 2008-10-08