以前、米国空軍研究所（AFRL）のJD・ブレビンズ氏が、米国のSiC産業の開発プロセスを紹介する報告書を発表した。

報道によると、ノースカロライナ州立大学は長年にわたりSiC昇華成長の研究を行ってきた。数々の重要な特許を保有し、クリー・リサーチは1987年に正式に設立された。In 1991, it became the first company to provide commercial silicon carbide.

図1. Cree社製25mm 6H-SiC基板とLely社製6H-SiCウェハ。

1990年代初頭には、クリー・リサーチに加えて、ウェスティングハウス・テクノロジーセンターおよびアドバンスト・テクノロジー・マテリアルズ社（ATMI）彼らはSiCの研究開発にも積極的に携わっている。

目標は、SiCの昇華成長に関する初期の研究は、紆余曲折に満ちていた。マイクロパイピング、ドーピング、ポリタイプ制御、直径拡大、結晶欠陥など、克服が困難な様々な技術的課題が存在する。

Cree-Researchは1991年に25mm 6H SiC、1998年に50mm 4H SiCを発売した。同様の製品を製造しているサプライヤーは複数あるが、価格は非常に高く、微小管の密度は100cmを超える。-2。

図2．初期の昇華型炭化ケイ素単結晶の供給業者と仕様。

SiCのより広範な商業化を促進するために、1999年の米国国防生産法は「タイトルIIIプラン」SiC産業に必要不可欠な創業資金を提供するため、米空軍は3社に「費用分担契約」を授与した。Cree-Research、Sterling (ATMI)、Litton-Airtronなどを含む、目標は、SiC基板の直径を75mmに拡大し、結晶品質を向上させることである。

2002年から、米国国防高等研究計画局はWBGS計画また、ワイドバンドギャップ半導体材料の開発にも大きな注意を払っており、CreeとSterlingの両社は関連する契約を獲得し、目標は、N型および半絶縁性SiC基板の直径を100mmまで拡大し、マイクロチューブ密度を1cm⁻²未満に低減することである。

しかし、資金援助を受けたすべての企業が成功するとは限らない。

12月2000、リットンインダストリーズ3.8億米ドル（約24.5億元）、1株当たり80米ドルで売却された。ノースロップ·グラマン買収。2001年末、リットン・エアトロンのSiC研究開発部門はII-VIによって買収されました。

2002年、DARPAとの契約を獲得してからわずか数週間後、スターリングユニロイヤル・コーポレーションの親会社であるユニロイヤル・コーポレーションが破産を申請した結果、主要な技術人材が流出した。Dow Corning immediately acquired Sterling.

そして、初期のSiC技術開発は、契約計画の目標を大きく下回った。下の写真からもわかるように、Creeの品質は競合他社製品よりもはるかに優れています。

図4．2002年頃のCree 75mm、DOW 75mm、II-VI 50mm 4HN SiC（上）および半絶縁性SiC（下）の交差偏光画像。

2005年、DARPAによるSiC基板への支援は事実上終了した。SiC基板の商業化を加速させる強い兆候を示していたのはCree社だけだった。当時、Dow Corning社の研究開発は依然として苦戦しており、II-VI族半導体の開発も非常に遅々として進んでいなかった。

その後、DARPAは主にSiCパワースイッチとGaN RFデバイスへの投資に注力し、クリーの基板事業はそこから恩恵を受けた。

2000年代初頭、CreeはSiC基板技術の開発と普及において引き続き主導的な役割を果たしました。垂直統合により、社内での使用需要を通じて材料品質の向上を直接推進することができました。しかし、これは同時に、彼らの基板およびエピタキシャル成長の顧客が、彼らの主要な競合相手でもあることを意味する。

米国は次のように考えている。SiC基板の供給元が1社しかないため、業界の発展を阻害する可能性がある。純粋なSiC基板のサプライヤーは、SiCおよびGaNデバイス技術の長期的な開発と商業化にとって極めて重要である。

したがって、2003年から2017年にかけて、AFRLはII-VI社に総額3億5000万元を超える4件の大型契約を提供した。

最初の2つの契約の主な目的は、4HN SiCの直径を100mmに拡大することである。しかし、当時、II-VIの100mm半絶縁6H SiCエッジ領域は形成された結晶粒やその他の欠陥で覆われており、微小管密度は117cm⁻²に達する（下の写真参照）

Therefore, while supporting II-VI,AFRLは、SiCの開発においてIntrinsic社を支援している。IntrinsicはSテルリングが買収された後主要人員について。

Intrinsic社は、わずか2年足らずで高品質な100mm厚のSiC膜を迅速かつ成功裏に実証した。さらに重要なことに、2005年9月、Intrinsicはリリースをリードした。ゼロマイクロパイプ（ZMPTM）4HN SiC（下の写真参照）

しかし2006年7月、CreeがIntrinsicを買収2007年、Creeは100mm 4HN ZMPTM SiCと100mm半絶縁性SiCを発売した。

幸いにもII-VI族元素の研究開発も進展している。、存在する2003-2010この期間中、II-VIは結晶径を50mmから100mmに拡大し、100mmの4HNSiCと半絶縁性SiCも発売した。

キャプション: II-VI 100 mm 半絶縁性 6H SiC 基板 (上) および100mm 4HN SiC基板（下側）。

2010年末、AFRLはII-VIと過去最大の契約を締結した。2000万米ドル以上（約1億3000万元）開発と商業化に重点を置いて6インチ4HN SiCおよび半絶縁性6H SiC、ならびに直径8インチへの継続的な拡大。

II-VIは資金提供を受けて以来、ニュージャージー州の施設拡張やミシシッピ州に2つの製造施設を設立するなど、設備や機器への大規模な投資を行ってきた。

最終的に、II-VIは独自の特許技術に依存しています。高度物理蒸気輸送（APVT）および軸方向勾配輸送（AGT）結晶成長技術、The goals of 6-inch and 8-inch SiC single crystals were achieved.

II-VIは、2013年と2014年にそれぞれマイクロチューブフリーの100mm 6H半絶縁SiCと150mm 4HN SiCを実証しました。2015年7月、8インチ4HN SiCを展示した最初の企業となった。

2017年3月、AFRLはII-VIに5年間の4回目の契約を授与した。政府資金12万米ドル（約774.8億人民元）この研究は、製造効率の向上、欠陥の削減、コストの削減に焦点を当てています。200mmの4HN SiCおよび半絶縁性SiCを成長・製造する。

これらの欠陥のない大径結晶は、新しい完全自動化成長プラットフォームを使用して成長され、II-VIは200mm 4HN SiCの転位密度を正常に低減しました。1881cm-2に縮小、それネジ密度は598cm-2、ベース密度は272cm-2です。

半絶縁性炭化ケイ素に関して言えば、II-VI族化合物はバナジウム補償を用いてバンドギャップ内に深いエネルギー準位を導入し、当社は、バナジウムを添加した半絶縁性SiCの唯一の市場サプライヤーです。再現性が高く、非常に均一な抵抗率を持ち、1011Ω・cmを超える。

10月2019、II-VI社は、業界で初めて200mm厚の6H型半絶縁性SiCを実証した。

過去30年にわたり、米国国防総省、ワイドバンドギャップ半導体開発に100,000万ドル以上を拠出10億米ドル（約64億5700万元）全く新しい産業が誕生したと言えるだろう。Cree Research、Westinghouse、Northrop-Grumman、ATMI、Sterling、Litton-Airtron、Dow、Intrinsicといった企業の中には、買収されたものもあれば、消滅したものもある。(NAIST) とウルフスピード・クリー、II-VI「勝者総取り」両社の現在の世界市場シェア合計70％以上。

近年、SiCの商業および軍事需要が急速に拡大するにつれ、これら2社も生産規模を拡大し続けている。2019年9月、ウルフスピード・クリーは投資の約束を発表した。US $ 1億世界最大のSiC（炭化ケイ素）製電力・RF製造施設を建設中。そしてII-VIは、ニュージャージー州、ペンシルベニア州、マサチューセッツ州における製造能力の拡大を継続している。

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