バルク状単結晶SiCの育成と結晶多形の制御

大块单晶SiC的生长及晶体多态性的控制

• 批准号: 04650019
• 负责人: 西野 茂弘
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650019/
• 关键词: 昇華法; 単結晶SiC; バルク成長; 結晶成長; 結晶多形; 炭化珪素; 6H-SiC; 多形制御

高純度バルク結晶の作製:原料SiCを高真空でベーキングすることによりかなりの純化は可能であったが、やはり原料の作製過程に取り込まれた不純物を除くことはできなかった。そこで、初めての試みとして、Siを黒鉛の坩堝の中で2000ﾟCの高温で溶融させ、坩堝の内壁にSiC微結晶を形成し、それを原料SiCとする方法を開発した。この方法であはSiC原料の純度はSiと黒鉛坩堝の純度で決定される。Siは高抵抗、高純度のものを使用するために、その結果形成されたSiCは高純度のものが得られた。原料SiCと成長したバルクSiCをフォトルミネッセンスのスペクトの比較で評価した。Si添加による結晶成長により結晶欠陥の減少も認められた。結晶欠陥には2種類あって、面状の欠陥(planer defect)は六角形状をしている。他の一つは、線状欠陥(line defect)でバルク結晶の基板から成長層に向かって貫通している。面状欠陥は坩堝内のSi/C比に強く依存している。特にC源が多い場合に生ずる。この過剰なCが順調な結晶成長を妨げることにより、化学量論比からづれた成分が次の結晶成長の中に取り込まれることにより、成長層内部に欠陥が導入される。また線状欠陥は原料温度を低くし、成長速度を減少させることにより、かなり少なくすることができた。しかし、面内での温度の不均一が原因しているのか、同じ成長温度でもバルク結晶中に線状欠陥の不均一分布が認められた。これは、成長初期と後期では内部原料の形状が変化し、そのためにミクロな熱的不均一が原因していると思われる。今後は坩堝の形状に工夫を凝らし、均熱分布を得る熱設計が必要である。SiC原料粒径の効果:ここでは、原料粒径を100ミクロン、1mm,2mm,3mmのものを使用した。微粒子を用いるよりも、大粒径の原料を使用した方が結晶多形の制御が容易であることが判明した。これは、表面から安定したSi/C比が昇華しているためと考えられる。

Production of high-purity バルク crystal: raw material SiC is purified by high vacuum It is possible to remove impurities in the manufacturing process of raw materials such as raw materials and raw materials.そこで、Initial testみとして、SiをBlack leadのcrucibleの中で2000ﾟCのHigh temperatureでmeltさThe inner wall of the crucible is made of SiC microcrystals, and the raw material SiC is formed by the method. The method is based on the purity of the SiC raw material and the purity of the black lead crucible. Si is a high-resistance, high-purity SiC, which is a high-purity SiC. Raw material SiC and growth of SiC をフォトルミネッセンスのスペクトの comparison and evaluation 価した. The addition of Si can lead to crystal growth and decrease in crystallization. There are two types of crystal defects, planer defects and hexagonal ones. It has a linear defect, a crystalline substrate, and a growth layer that penetrates through the substrate. The Si/C ratio inside the crucible is relatively strong and depends on the shape of the surface. The special source is suitable for many occasions. Ingredients of この超剰なCがshuntiaoなcrystallization growthを hinder げることにより、stoichiometric ratio からづれたThe crystal growth inside the crystal growth layer is the inside of the growth layer. The raw material temperature is low, the growth rate is reduced, and the growth rate is low. The reason for the non-uniformity of the in-plane temperature is the same as the non-uniform distribution of the linear growth temperature in the crystal. The shape of the internal raw materials in the early and late stages of growth is changed, and the reason for the uneven heat is the reason for the unevenness of the heat. From now on, the shape of the crucible will not be the same, and the time required for condensation and uniform heat distribution will be necessary, and the thermal design will be necessary. The effect of SiC raw material particle size: ここでは, raw material particle size を100ミクロン, 1mm, 2mm, 3mmのものを use した. The use of micro-particles and the use of raw materials with large particle diameters have made it easier to control the crystal polymorphism and make it easier to understand.これは、The surface is stable and the Si/C ratio is sublimated.