2014.01/25 高純度ＳｉＣ（８）
高純度ＳｉＣの最もホットな用途は、ＳｉＣウェハーの原料である。ＳｉＣウェハーは、パワー半導体用基板として６インチウェハーが販売され、その競争は激化している。一年半前ゴム会社はＳｉＣウェハー事業から撤退した。このニュースは、世界的に買収競争が激しくなっていた時期だけに驚いた。この分野ではトップのＣｒｅｅ社と新日鉄住金が国内で提携したニュースが流れた直後だった。
ＳｉＣウェハーは、改良Ｌｅｌｙ法で主に生産されているが、新しい方法として液相から結晶成長する製造プロセスやＣＶＤと同様の方法が知られている。液相から製造する方法は開発途上だが、結晶成長速度は改良Ｌｅｌｙ法並の１mm／ｈまで到達した。
改良Lely法では、昇華させるSiCに高純度原料を必要とする。この原料にはゴム会社で開発された高純度SiCの製造方法が最も経済的な方法として知られている。原料はフェノール樹脂とポリエチルシリケートであり安価である。さらに、昇華しやすい超微粒子をカーボンでサポートした原料も製造可能で改良Lely法の原料として優れている。
また、改良Lely法で種結晶の設置位置を上部ではなく下部にした製造方法の特許がゴム会社から出願公開されたが、これは結晶成長に必要なガス濃度の制御のしやすさも改善され良い方法である。ただ技術的な難しさは、上部に昇華させる原料を成形して設置しなければならない問題である。しかし、この問題も前駆体高分子を用いる高純度SiC製造方法であれば容易に解決できる。
このように現在SiCウェハー製造方法として主流の改良Lely法はノウハウの蓄積によりさらに改良され、液相法など新しい方法が登場してきてはいるが、まだ改良の余地があり技術の発展が期待される方法である。
液相法であるが、これはSi溶液にCrなどの金属を溶解させカーボンの溶解度を上げた液相を用いるが、Siウェハーと同様に種結晶を回転させて結晶成長させる。最近その回転を１００ｒｐｍ以上の高速で行うと成長速度が速くなるという技術が発表された。液相法は新日鉄住金が先行しているが将来改良Lely法を凌ぐ方法にまでなるかどうか不明である。理由は、結晶成長させる温度が１００℃程度低いだけで高いエネルギーを必要とする。
しかし、技術開発では、際だった特徴が見つかると一気にその方向へ動くので、液相法も含め他の結晶成長技術から目が離せない。このような技術の過渡期にゴム会社が撤退した判断は、勇気ある正しい判断だったのか。ただ、開発の進め方として、半導体冶工具ではS社とJVですばやく事業立ち上げを行っているのに対し、SiCウェハーの開発では技術が先行しながらなかなか市場に出てこなかった不思議な戦略だった。学会賞の受賞でＳｉＣウェハーの技術を公開していたにも関わらず、市場展開を積極的に行わなかったのが不思議である。
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