GLOSSARY

SiCウェハ(炭化ケイ素基板)とは

SiC Wafer
最終更新:2026-08-17パワー半導体

SiCウェハ(炭化ケイ素基板)とは?

SiCウェハとは、SiCパワーデバイス製造用の単結晶炭化ケイ素基板です。融液からの引き上げができず、2000℃超で昇華させて再結晶させる昇華法で作るため成長が遅く、長く150mm口径が主流で200mmへの移行がようやく本格化した段階です。ベーサル面転位などSiC特有の結晶欠陥の低減と、ダイヤモンドに次ぐ硬度ゆえの加工コストが、価格を押し上げる要因になっています。

定義・解説

SiCウェハとは、SiCパワーデバイスを製造するための単結晶炭化ケイ素の基板です。シリコンウェハと違い、SiCは融液から引き上げるチョクラルスキー法が使えず、2000℃を超える高温で昇華させて種結晶上に再結晶させる昇華法(改良レーリー法)で成長させます。

この製法上の制約から、SiCウェハは結晶成長が遅く、口径の拡大にも時間がかかりました。長らく150mm(6インチ)が主流で、200mm(8インチ)への移行がようやく本格化しつつある段階です。シリコンが300mmで量産されているのと比べると、1枚あたりの取れ数の差がそのままコスト差になります。

品質面ではマイクロパイプやベーサル面転位(BPD)といったSiC特有の結晶欠陥が課題です。とくにBPDは通電中に積層欠陥へ拡張してオン抵抗の経時変化を引き起こすため、エピタキシャル成長の段階で欠陥を変換・低減する技術が重要になります。

加工の難しさもコスト要因です。SiCはダイヤモンドに次ぐ硬度を持つため、スライスと研磨に時間がかかり、材料損失も大きくなります。レーザーで内部に改質層を作って薄く剥ぎ取る手法など、切り代を減らす加工技術の開発が進んでいます。供給側では、Wolfspeed、レゾナック、住友電気工業などが主要なプレーヤーです。

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よくある質問(FAQ)

SiCウェハはなぜ高価なのですか?
融液から引き上げるチョクラルスキー法が使えず、2000℃を超える高温で昇華させて再結晶させる昇華法で成長させるためです。成長速度が遅く口径拡大にも時間がかかるうえ、ダイヤモンドに次ぐ硬度のため切断・研磨の加工コストも高くなります。
SiCウェハの口径は今どうなっていますか?
長らく150mm(6インチ)が主流でしたが、200mm(8インチ)への移行が本格化しつつある段階です。シリコンが300mmで量産されているのに比べると、1枚から取れるチップ数の差がそのままコスト差として残っています。
ベーサル面転位(BPD)とは何ですか?
SiC特有の結晶欠陥の一つで、通電中に積層欠陥へと拡張してオン抵抗を経時的に増加させる原因になります。デバイスの長期信頼性に直結するため、エピタキシャル成長の段階でBPDを別の欠陥へ変換して低減する技術が重要になっています。

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