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MANUFACTURING METHOD OF SiC SINGLE CRYSTAL

Patent code P180015172
File No. N17079
Posted date Jul 13, 2018
Application number P2018-038847
Publication number P2019-151530A
Date of filing Mar 5, 2018
Date of publication of application Sep 12, 2019
Inventor
  • (In Japanese)太子 敏則
  • (In Japanese)玄 光龍
  • (In Japanese)鈴木 晧己
  • (In Japanese)土本 直道
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人信州大学
Title MANUFACTURING METHOD OF SiC SINGLE CRYSTAL
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a SiC single crystal capable of increase the speed of a crystal growth rate, as a method for manufacturing the SiC single crystal by a solution method.
SOLUTION: In a manufacturing method of a SiC single crystal, which is a manufacturing method of a SiC single crystal using a crucible comprising carbon, for growing the SiC single crystal by a solution method, the SiC single crystal is grown by supplying into the crucible, a transition metal as an additive, in addition to Si, and Cr which is a dissolution accelerator for accelerating dissolution of carbon into a melt. As the transition metal to be added it is effective to use any one selected from Sc, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Rh, Pd.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

SiCは次世代のパワーデバイス用材料として注目されている。このSiCを電子デバイス用の材料として使用するためには高品質のSiCの単結晶を得る必要がある。単結晶の製造方法には様々あるが、溶液法(溶液引上げ法)は、高品質で大型の単結晶を効率的に製造する方法として有効である。しかしながら、SiCの単結晶の製造に溶液法を適用する場合に、SiCを出発材料とすると、SiCは常圧下で加熱した場合、2000℃で昇華してしまい、融液とならない。したがって、一般的な溶液法ではSiCの単結晶を作製することができない。

溶液法を利用してSiC単結晶を製造する方法として従来行われている手法は、カーボンからなるるつぼを使用し、るつぼに組成材料であるシリコン(Si)を供給し、Siを融解してSiC単結晶を製造する方法(TSSG法)である。この方法によれば、カーボンからなるるつぼから、Siの融液中に炭素(C)が溶け出してSi融液にCが供給され、SiCの単結晶を成長させることができる。
しかしながら、カーボンのるつぼからSi融液へ溶け出す炭素量は僅かであり(1500℃で0.01%以下、2050℃で約0.45%)、SiC単結晶の成長速度を向上させるには、Siの融液により多くのカーボンを溶解(溶出)させる必要がある。Siの融液に効率的に炭素を溶解する方法として考えられている方法が、炭素の溶出を促進させるCrやTi、Alといった金属を、Siの融液に加える方法である(特許文献1、2、3)。炭素の溶出を促進させる材料として、Cr、Ti、Al以外の材料も提案されている(特許文献4等)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は溶液法を用いるSiC単結晶の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
カーボンからなるるつぼを使用し、溶液法によりSiC単結晶を成長させるSiC単結晶の製造方法であって、
前記るつぼに、Siと、融液中にカーボンが溶解することを促進させる溶解促進材であるCrに加えて、添加材として遷移金属を供給してSiC単結晶を成長させることを特徴とするSiC単結晶の製造方法。

【請求項2】
 
前記添加材として、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Rh、Pdから選ばれるいずれか一つを使用することを特徴とする請求項1記載のSiC単結晶の製造方法。

【請求項3】
 
前記添加材として、Coを使用することを特徴とする請求項2記載のSiC単結晶の製造方法。

【請求項4】
 
前記添加材として、Mnを使用することを特徴とする請求項2記載のSiC単結晶の製造方法。

【請求項5】
 
前記添加材として加えるCoの添加量を、るつぼに供給する材料の総量の8at%以下の分量比に設定することを特徴とする請求項3記載のSiC単結晶の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018038847thum.jpg
State of application right Published
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