黒鉛ルツボの劣化を抑える、炭化タンタルの厚膜コーティング技術を開発：研究開発の最前線

豊田中央研究所は、パワー半導体材料のSiC結晶生成時に使用する、黒鉛ルツボの劣化を抑える炭化タンタルの厚膜コーティング技術「SinTaC」を発表した。ルツボの再使用が可能となり、SiC製造コストや環境負荷低減への貢献が期待される。

[MONOist]

　豊田中央研究所は2024年11月27日、パワー半導体材料のSiC（炭化ケイ素）結晶生成時に使用する、黒鉛ルツボの劣化を抑える炭化タンタルの厚膜コーティング技術「SinTaC」を発表した。ルツボの再使用が可能となり、SiC製造コストや環境負荷低減への貢献が期待される。

　SiCは、黒鉛ルツボを使って目的の箇所に単結晶を生成、成長させる。2000℃以上の高温で加熱する上、ガスが発生するため、黒鉛ルツボが腐食して劣化する。

　今回開発したSinTaCは、スラリー材料設計により炭化タンタルの均質かつ厚膜化を可能にする最適条件を見出し、コーティング技術として開発。これを黒鉛ルツボ全体に施すことで、耐腐食性が改善した。

　また、表面粗さを低減する処理を追加することで、黒鉛ルツボの内面に固着したSiC結晶が剥がれやすくなった。これにより、1度の使用で廃棄されていた黒鉛ルツボを再利用でき、SiC製造コストや環境負荷の低減に寄与する。

左：黒鉛ルツボによるSiC結晶生成の概要。中：従来法では、目的の場所以外にもSiC結晶が固着する。右：「SinTaC」と表面加工により、目的の場所以外のSiC結晶の固着を抑制［クリックで拡大］ 出所：豊田中央研究所

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