SiCを結晶生成する黒鉛ルツボの劣化を抑制する、厚膜コーティング技術「SinTac」を開発　豊田中央研究所

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豊田中央研究所は2024年11月27日、パワー半導体材料となるSiC（炭化ケイ素）を結晶生成する黒鉛ルツボ（以下、ルツボ）の劣化を抑制する、炭化タンタルの厚膜コーティング技術「SinTaC」を発表した。ルツボが再使用でき、環境負荷の低減への貢献が期待される。

SiCの製造は、高価なルツボで目的の場所に単結晶を生成、成長させるが、ルツボは2000℃以上の高温に加熱されることに加え、発生するガスで腐食し劣化する。さらに、SiC結晶が内面に固着するため、一度の使用で廃棄されていた。

今回、SinTaCの厚膜コーティングをルツボ全体に施した。炭化タンタルのコーティングは、ルツボの加熱時に膜厚が薄いとひび割れが生じる場合があるため、均質な厚膜形成が必要となる。そこで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実現する最適な条件を見出し、コーティング技術（SinTaC）として採用した。SinTaCの厚膜コーティングに表面粗さを低減する処理を追加すると、目的の場所以外へのSiCの固着を抑えられる。

この結果、耐腐食性が向上した。さらに、ルツボの内面への追加処理により、SiCが付着しても剥がれやすくなる（固着を抑制する）効果を確認した。これらによりルツボの再使用が可能となり、SiC製造コストに加え、環境負荷低減への貢献が期待される。

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SiC結晶生成時の黒鉛ルツボの劣化を抑制～炭化タンタルによる厚膜コーティング技術「SinTaC®」を開発～ | お知らせ | 株式会社　豊田中央研究所