研究・開発

ワイドギャップ半導体:SiC

  • 広い禁制帯幅、高絶縁破壊電界強度、高熱伝導率、高電子飽和ドリフト率
  • 高電力、高周波、高電圧の条件下で低損失で動作することは、パワーエレクトロニクスと高周波デバイスの「要」です。

SiC応用-1:SiCパワーデバイス

  • 応用領域:新エネルギー車、充電インフラ整備、太陽光発電、UPSなど。
  • 世界のSiCパワーデバイス市場規模は、2027年に60億米ドルを超え、CAGRは約34%になると予想されています。

SiC応用-2:通信用GaN-On-SiC高周波デバイス

  • 作動温度の抑制
  • ハイパフォーマンス
  • 長寿命
  • 小型化
  • 5G基地局
  • 衛星通信
  • モバイル通信
  • 国防情報通信局

SiC基板:SiCパワーデバイスの価値を47%決める

  • SiCパワーデバイスの平均コストでは、基板が40%以上を占め、最も高い割合を占めています。
  • Wolfspeedは、世界のSiC基板市場は2026年に17億米ドルに達し、CAGRは約45%になると予測しています。

SiC結晶成長技術

PVT
物理気相成長法
HT-CVD
高温化学気相成長法
LPE
液相エピタキシー法
成長温度 2200℃ 1500-2200℃ 1460-1800℃
成長速度 0.2-0.4mm/h 0.3-1.0mm/h 0.5-2.0mm/h
メリット 成熟した技法
装置構造を簡略化しやすい
高純度
長尺成長による収量増
高品質
成長可能なP型
今後の課題 良品率 低 コスト 高 金属汚染

抵抗加熱による大型SiC結晶成長の解決

主な挑戦:放射状の温度差抑制
成長面内径方向の温度ムラ、不安定
成長面の形状が不均一
応力による格子欠陥
誘導加熱

コストが安くなる。

表皮効果:導体の「表面」に誘導電流が集中する。サイズが大きいほど、表皮効果が顕著になる。

るつぼ内部の材料分布が変化し、誘導電流分布、周波数に影響し、温度不安定、温度場制御が困難になる。

抵抗加熱

表皮効果なし。

るつぼ内の材質変化の影響を受けず、精密な温度制御が可能であり、温度場の制御が容易である。

コストは高くなる。

液相SiC結晶成長のメリット

単位:/cm2
* 名古屋大学研究結果
欠陥種類 PVTウェーハ LPEウェーハ *
マイクロチューブ 0.5 0
TSD(ねじ転位) 600 11
TED(エッジ転位) 3000 204
BPD(基底面転位) 1000 64

長結晶プロセスサポート

  • 種結晶の背面コーティング
  • 種結晶の接着
  • PVT長結晶熱場
  • PVT長晶基礎工程
  • LPE長晶熱場
  • LPE長晶基礎工程
  • 結晶加工サービス
  • 数値シミュレーションサービス