住友金属首次开发出SiC单晶熔液生长法

　  住友金属工业综合技术研究所在全球首次开发出从Si（硅）Ti（钛）等金属组成的高温熔液中制备SiC（碳化硅）单晶的熔液生长法，生长速度已接近实用水平。

　　SiC与Si相比，由于更加耐高压、耐高温，因此可制造小型高效的功率元件。如果将混合动力车和电动汽车使用的功率元件由Si换成SiC制造的话，便可减少能源消耗量和CO2排放量。要达到实用阶段，需实现大口径、结晶缺陷较少的单晶晶圆。

　　原来的SiC单晶生长技术使用的是使SiC的原料粉末升华、并在晶种上使其再次结晶的“升华再结晶法”。此前使用该方法对直径最大为4英寸的SiC晶圆进行了开发，不过由于结晶缺陷较多，还未能用于功率元件。

　　该公司基于通过炼铁技术积累的高温控制技术，从2000年起便开始研究熔液生长法。在NEDO（新能源产业技术综合开发机构）的协助下，SiC单晶直径04年成功生长到2英寸、06年生长到4英寸。熔液生长法由于结晶从熔液中生长，与由气体直接变成固体（结晶）的升华再结晶法相比，减少了结晶缺陷。

　　熔液生长法使用将晶种从上方浸入熔液、边旋转边取出的方法。该方法由于和在Si生长中使用较多的提拉法相近，因此适合量产。另外，通过改进晶种和坩埚旋转快慢等，生长速度与原来相比几乎成倍增长，为200μm/小时（5小时为1mm）以上。

　　由于实际过程中，要将结晶切成薄片、制成晶圆，因此结晶需要有一定的厚度。目前，通过改进生长方法，已成功生长出直径2英寸厚5mm的单晶。08年度内计划生长出cm级厚度的结晶。另外，外延膜的成膜技术也使用了熔液生长法。结晶内杂质浓度已成功降低到了原来的1/10以下，计划还将进一步提高纯度。（记者：浜田 基彦） ■