最終更新 2026-10-19

SiCとは(炭化シリコン)

Silicon Carbide (SiC)
目次9項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. 紛らわしい言葉の切り分け
  4. よくある質問
  5. 設備の製造メーカー
  6. 関連する製品
  7. 関連用語
  8. 比較・違いを学ぶ
  9. 出典・参考資料

定義・解説

SiC(炭化ケイ素、Silicon Carbide)は、シリコン(Si)と炭素(C)で構成されるIV-IV族化合物半導体で、ワイドバンドギャップ(4H-SiCで3.26eV)・高い絶縁破壊電界(約3MV/cm)・高い熱伝導率(約5W/cm·K)・高い電子飽和速度を持つ優れたパワー半導体材料です。同じ耐圧設計のシリコンデバイスと比べて、オン抵抗を1/300以下に低減できることが最大の特徴です。

SiC MOSFETは電気自動車(EV)のメインインバーター(バッテリーからモーターへの電力変換)として急速に採用が拡大しています。Tesla Model 3のメインインバーター(ST Microelectronics製SiC)が象徴的で、EVの航続距離延長・充電効率向上に貢献しています。現在、Wolfspeed(旧Cree)・STMicroelectronics・Infineon・Rohm・ONsemiが主要SiCデバイスメーカーとして市場を競います。

SiCウェハ(基板)製造は特殊な技術が必要です。シリコンのように融点から引き上げるCZ法が使えないため、PVT(Physical Vapor Transport:昇華法)により1800〜2400℃という高温で数週間かけて単結晶インゴットを成長させます。大口径化(4インチ→6インチ→8インチ)が進んでいますが、欠陥(マイクロパイプ、転位)密度の低減と歩留まり向上が課題です。

SiCデバイス製造では通常のシリコンプロセスとは異なる技術が必要です。SiCのイオン注入は高温(500〜1000℃)での注入と超高温(1600℃以上)のアクティベーションアニールが必要です。SiCの熱酸化膜(SiO₂)の界面品質はシリコン酸化膜より劣るため、界面パッシベーション(NO・N₂O雰囲気アニール)が不可欠です。

市場成長の観点では、2023〜2030年のSiCデバイス市場は年率30%超での成長が予測されており、EV・産業用モーター・PV(太陽光)インバータ・充電インフラ向け需要が急増しています。Wolfspeed・STMが大規模なSiCファブ増設を進めており、製造装置ではAxcelis(イオン注入)、Applied Materials(CVD/PVD/エッチング)、Veeco(エピ装置)が主要サプライヤーです。

図解

SiC(炭化ケイ素)とシリコンの材料特性の比較
シリコンと炭素からなるIV-IV族の化合物半導体。

紛らわしい言葉の切り分け

SiCとGaN。違いは得意な電圧と周波数の範囲です。SiCは高耐圧と高温に強く、EVの主駆動インバーターに使われます。GaNは650V以下の領域でオン抵抗が低く高速にスイッチングできるため、急速充電器や通信、データセンターの電源に向きます。 比較記事 →

SiCとシリコン。違いは高い電圧への耐えやすさです。SiCはバンドギャップがシリコンの約3倍、絶縁破壊電界が約10倍あるため、同じ耐圧のデバイスを損失を小さく作れ、熱にも強くなります。一方でSiCのウェハは小口径で高価なため、高耐圧で損失の低減に価値がある用途で使われます。 比較記事 →

酸化ガリウムとSiC。違いはバンドギャップと基板の作りやすさです。酸化ガリウムは約4.8〜4.9eVとSiC(約3.3eV)より大きく、溶かした原料から基板を作れるため安くできる可能性があります。SiCは熱をよく逃がし、p型も作れてMOSFETが量産済みです。酸化ガリウムは放熱とp型が課題です。 比較記事 →

関連するデータ・ツール

データ半導体材料の物性一覧計算・換算ツール真性キャリア濃度・フェルミ準位計算ツール計算・換算ツール耐圧とオン抵抗の理論限界(ユニポーラ限界)計算ツール

この用語を扱う職種

前工程(ウェハプロセス)エピタキシャル成長エンジニア

よくある質問(FAQ)

SiC(炭化ケイ素)とは何ですか?
バンドギャップが約3.3eVのワイドギャップ半導体です。高耐圧・高温・低損失で、EVのインバータや電力変換用パワー半導体に使われます。
SiCとSiの違いは?
SiCはSiより高電圧・高温に強く、電力損失が小さいです。EVの航続距離延長や充電器の小型化に貢献します。
SiCの主な用途は?
EV・ハイブリッド車のインバータ、鉄道、太陽光発電のパワコン、急速充電器など、大電力を高効率に変換する用途です。

設備の製造メーカー

この用語に関連する製品

型番は各社の公式製品ページで確認したものです。出典のリンクは各製品ページに載せています。

200mm SiC 単結晶基板Wolfspeed・SiCウェハ
SiC 基板コヒレント(Coherent Corp.)・SiCウェハ
UNITY™ Me+東京エレクトロン(TEL)・SiCパワー半導体製造装置
eDR7380™KLA・レビューSEM
PE1O6A/PE1O8ASMインターナショナル・SiCパワー半導体製造装置
DFG8830DISCO・バックグラインダー
EXAVISアドバンテスト・パワー半導体
CnCV®Onto Innovation・化合物半導体
IHULVAC(アルバック)・高エネルギーイオン注入装置
ETS-88Teradyne(テラダイン)・アナログ・リニアテストシステム
FPA-3030i6キヤノン(Canon)・i線ステッパー
PE2O8™ASMインターナショナル・SiCパワー半導体製造装置

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デバイスの製造メーカー

TSMC(台湾積体電路製造)台湾

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Veeco Instruments米国Wolfspeed米国日新イオン機器日本コヒレント(Coherent Corp.)米国Plasma-Therm Japan日本レゾナック(旧昭和電工)日本

比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. コヒレント(Coherent Corp.)「SiC 基板 製品ページ」(2026/10/07 確認)
  2. 東京エレクトロン(TEL)「UNITY™ Me+ 製品ページ」(2026/10/07 確認)
  3. KLA「eDR7380™ 製品ページ」(2026/10/07 確認)