| 研究課題/領域番号 |
25249034
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
亀井 一人 名古屋大学, グリーンモビリティ連携研究センター, その他 (10527576)
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| 研究分担者 |
原田 俊太 名古屋大学, グリーンモビリティ連携研究センター, 助教 (30612460)
宇治原 徹 名古屋大学, グリーンモビリティ連携研究センター, 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)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 結晶成長 / SiC / ドーピング |
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| 研究実績の概要 |
SiC単結晶ウエハーは、昇華再結晶法によって、すでに製造・販売がなされているが、結晶品質および製造効率の両面において問題を抱えている。そのため飛躍的な品質・生産性向上への期待から、昇華再結晶法以外のSiC単結晶の成長方法の開発も取り組まれている。本研究では、昇華再結晶法の代替製法の一つである溶液法によるSiC単結晶成長法を研究対象とする。本年度は、特にn型ドーピングと高結晶性の両立について、検討を行なった。
その結果、以下の成果を得た。液相中の炭素および窒素濃度を独立して変動させることが難しく、溶液中の炭素溶解度を任意に増加させることが出来ないため，サイトコンペティション効果を利用した低窒素ドープ結晶を得ることは難しいことがわかった。一方で、SiC 結晶への窒素ドープ量は雰囲気中の窒素分圧を変えることで制御できることがわかった。さらに、窒素量が，1.0 × 10^19 atoms cm-3 を超える高濃度ドーピングは容易であり、最も窒素がドープされた結晶は，1.1 × 10^20 atoms cm^-3 であった．但し，積層欠陥生成を抑制するために，結晶中の窒素量は，3.0 × 10^19 atoms cm^-3 以下に制限する必要があることがわかった。また、トポグラフィーやＴＥＭによる評価を行なったところ、ノンドープとほぼ同様の欠陥低減メカニズムが生じており、高品質結晶が得られていることもわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初、高品質と高いドーピング濃度を実現するためには、複合ドーピングの必要性があると考えていたが、結果的には、窒素濃度の綿密な制御が効果的であることがわかった。そのため、シミュレーションによる検討のための時間の多くを、実験の実施にあてた。その結果、ほぼ目的の抵抗値が得られた。また予定では複合ドーピングの影響として、予期せぬ準位の形成を懸念し、その調査を計画していたが、結果的にその必要性もなくなった。全体として、実施前に予想していた以上に効率的に目的を達成しつつある。
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| 今後の研究の推進方策 |
ここまで比較的順調に研究を推進しているが、1点懸念事項として、ドーピング濃度の空間的な均質性について、課題が見えてきた。これに関しては、シミュレーションと不純物準位測定に予定していた時間を使って、ドーパント空間分布評価を追加で行ないたいと考えている。
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