高品質・低抵抗SiC結晶の実現

• 研究課題/領域番号: 25249034
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 亀井 一人 名古屋大学, 未来社会創造機構, 招へい教員 (10527576)
• 研究分担者: 原田 俊太 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (30612460) ; 宇治原 徹 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (60312641) ; 加藤 正史 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80362317)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 46,800千円 (直接経費: 36,000千円、間接経費: 10,800千円); 2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 32,240千円 (直接経費: 24,800千円、間接経費: 7,440千円)
• キーワード: 結晶成長 / ドーピング / SiC

研究成果の概要

SiCは次世代パワーデバイス用材料として期待されている。パワーデバイスの低損失化においては、半導体材料の低抵抗化は不可欠であり、ドーピング濃度を高くする必要がある。SiCでは窒素やアルミニウムをドーパントとして用いるが、ドーピング濃度を高くすると積層欠陥が導入されてしまう.本研究では、高品質結晶成長として有用な溶液成長法において、ドーパント濃度の制御法を確立しつつ、積層欠陥抑制の条件取得を行った。その結果、ドーピング濃度の閾値を明らかにし、さらには、ドーパント取り込みメカニズムも明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Polytype control by activity ratio of silicon to carbon during SiC solution growth using multicomponent solvents (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Horio, S. Harada, D. Koike, K. Murayama, K. Aoyagi, T. Sakai, M. Tagawa, T. Ujihara
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 55 号: 1S ページ: 01AC01-01AC01
  • DOI: 10.7567/jjap.55.01ac01
  • NAID: 210000145949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial Distribution of Carrier Concentration in 4H-SiC Crystal Grown by Solution Method (2016)
  • 著者名/発表者名: Z. Wang, T. Kawaguchi, K. Murayama, K. Aoyagi, S. Harada, M. Tagawa, T. Sakai, T. Kato, T. Ujihara
  • 雑誌名: Mater. Sci. Forum 巻: 858 ページ: 57-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrogen doping of 4H-SiC by top-seeded solution growth technique using Si-Ti solvent (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kusunoki, K. Kamei, K. Seki, S. Harada and Toru Ujihara
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 392 ページ: 60-65
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2014.01.044
  • 査読あり
• [学会発表] 透過電子顕微鏡による窒素添加 SiC 積層欠陥の高温その場観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 陳 鵬磊, 原田 俊太, 荒井 重勇, 藤榮 文博, 肖 世玉, 加藤 智久, 田川 美穂, 宇治原 徹
  • 学会等名: 先進パワー半導体分科会 第3回講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2016-11-08
• [学会発表] 窒素添加した 4H-SiC における積層欠陥拡張・収縮挙動の高温その場観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤榮 文博, 原田 俊太, 村山 健太, 花田 賢志, 陳 鵬磊, 田川 美穂, 加藤 智久, 宇治原 徹,
  • 学会等名: 先進パワー半導体分科会 第3回講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2016-11-08
• [学会発表] High quality SiC crystal grown by solution method (2015)
  • 著者名/発表者名: Toru Ujihara
  • 学会等名: International Conference on Chemical, Materials and Bio-Sciences for Sustainable Development
  • 発表場所: Solarpul, Indo
  • 年月日: 2015-01-08 – 2015-01-10
  • 招待講演
• [学会発表] N-Type Doping of 4H-SiC by the Top-Seeded Solution Growth Technique (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kusunoki, K. Kamei, K. Seki, S. Harada, and T. Ujihara
  • 学会等名: the International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2013 (ICSCRM2013)
  • 発表場所: 宮崎、日本
  • 年月日: 2013-09-29 – 2013-10-04