2020年度公募
seeds-0225 -
【関東】
窒素・ホウ素コドープ技術を用いた、低コストかつ安定な低抵抗4H-SiC単結晶成長技術
VISIONビジョン
このシーズに
問い合わせる
VISION
ビジョン
4H-SiCバルク単結晶成長技術の改良を行い、より低抵抗なSiC製造技術の確立を目指します
USE CASE
最終用途例
低抵抗SiCウェハの量産化によって、SiCパワーデバイスの迅速な高性能化を実現します
USE CASE 01SiCを用いたパワーデバイスの製造コストを削減
APPLICATION
パワーデバイスの基板由来のオン抵抗の低減
低抵抗ウェハを安価に製造する技術を確立すれば、基板由来のオン抵抗低減によりデバイス形成後のバックグラインディングによる基板の薄化工程が不要になり、SiCを用いたパワーデバイスのコスト削減が期待されます。
MARKET
半導体製造メーカー、パワー半導体デバイスメーカー
本研究ではSiC単結晶成長の技術開発を目指します。低抵抗SiCウェハの普及には、材料開発だけでなく、窒素・ホウ素コドープ成長した低抵抗ウェハを用いたデバイス作製の技術開発も進展させる必要があります。
STRENGTHS
強み
従来のSiC製造技術と比べ、本技術ではより安価、かつ、より低抵抗なSiCウェハを製造可能です
STRENGTHS 01
より安価、かつ、より低抵抗なSiCウェハ製造技術
SiCウェハの製造技術開発が進められていますが、Siと比べると依然として製造コストや安定性が問題であり、安価で高品質なSiCウェハ製造技術開発が求められています。本技術は、基板の低抵抗化と成長工程の簡素化を両立する技術であり、SiCデバイス製造の高性能化と低コスト化の両方に寄与することが期待できます。
TECHNOLOGY
テクノロジー
窒素・ホウ素コドープ成長による高品質な４H-SiC低抵抗ウェハの作製
TECHNOLOGY 01
約10mΩcmの4H-SiC 3インチウェハの作製実績あり
本研究の類似技術として、我々のグループでこれまで取り組んだ実績である、予備昇華工程を用いたホウ素ドープ原料の使用など、やや複雑な工程での低抵抗成長をある程度実現できています。本研究では、従来の一般的なSiC結晶成長と同等もしくはより簡素なプロセスでの結晶成長技術開発を狙っており、かつ低抵抗なウェハによる高機能性も確保できる技術になる見込みです。我々の先行研究で窒素・ホウ素コドープ成長で得られたウェハへのエピタキシャル成長も特に問題無く可能であることが確認できており、解決すべき課題として、複雑な工程を使うことなく良い結晶成長が可能かどうかの追求と実証試験の積み重ねが重要になると想定しています。
PRESENTATION
共同研究仮説
低抵抗SiC結晶の成長工程に関する企業目線からの共同開発や低抵抗ウェハの評価・試験
共同研究仮説01
窒素・ホウ素コドープ成長SiCの使いこなし技術開発
実際の製造工程への展開を目指す
本研究では、条件の検討を行い、窒素・ホウ素コドープを用いた成長における高品質な結晶成長に必要な要素とメカニズムを明らかにします。実際の製造工程への展開を目指し、3～4インチ径でのウェハ取得が安定に得られること、及び得られたウェハでのデバイス実証を進める必要があり、このような共同研究を期待しています。
LABORATORY
研究設備
本開発を行う環境・設備
LABORATORY 01
大型昇華炉と成長させた4H-SiCバルク単結晶
小径～大口径の4H-SiC単結晶の成長技術開発を行っている昇華炉です。高周波加熱により、黒鉛坩堝を2000度以上に高温加熱することにより、SiC原料を昇華させ結晶成長を行います。写真は3～4インチ成長に適した高周波炉ですが、6インチ大口径のSiC結晶成長が可能な更なる大型炉も有しています。
EVENT MOVIE
イベント動画
RESEARCHER
研究者
江藤数馬
産業技術総合研究所 先進パワーエレクトロニクス研究センター ウェハプロセスチーム
経歴
産業技術総合研究所 研究員
所属：先進パワーエレクトロニクス研究センター ウェハプロセスチーム
経歴：2013年大阪大学工学研究科応用科学専攻博士後期課程修了
「トポロジカル絶縁体関連物質の結晶成長と評価の研究」
2013年～現在 産業技術総合研究所にて「昇華法によるSiC単結晶成長」に関する研究開発。主に高濃度ドーピングを伴うSiC成長技術開発に取り組んでいる。
学会発表：ボロンドープSiC 原料を用いた窒素・ホウ素コドープ4H-SiC結晶成長（2020年 応用物理学会）
Growth and characterization of Al-doped p-type 4H-SiC grown by PVT （2019年ICSCRM）
代表論文：Growth of P-type 4H-SiC single crystals by physical vapor transport using aluminum and nitrogen co-doping（Journal of Crystal Growth 470 (2017) p154.）
){kind=link}
){kind=link}
){kind=link}
){kind=link}
){kind=link}