今さら聞けない
[0001]・c軸・オフ角の違いとは？
SiCウェハでは、
c軸
[0001]方向
4° off
といった表記をよく見かけます。
SiCウェハの基礎を学ぶ中で、よく登場する「c軸」「[0001]」「オフ角」。
どれも似た場面で使われるため、違いが分かりにくい用語でもあります。
この記事では、[0001]・c軸・オフ角の違いを、初心者向けにやさしく解説します。
※「六方晶」や「ミラー指数[0001]」について、まだよく分からないという方は、
先にこちら↓の記事をご覧いただくと、本記事の内容がより理解しやすくなります。
高さ方向を指す「c軸」
c軸とは、SiC結晶における「高さ方向」の基準軸です。
SiCは、六方晶と呼ばれる結晶構造を持っており、ミラー指数で高さ方向を示す際、その基準となる軸が「c軸」です。
実際に c軸方向を判定する際には、完成したインゴットにX線を照射し、結晶方位を測定します。
SiCは、結晶構造上、結晶が成長しやすい方向へ長く成長する特徴があります。そのため、円柱状インゴットの中心軸は、必然的に c軸方向とほぼ一致します。
このように、結晶が c軸方向へ成長することを、「C軸方向に成長する」と表現します。
c軸方向を示すミラー指数 [0001]
[0001]とは、SiCにおけるc軸方向を表すミラー指数です。
SiCでは一般的に、c軸方向を[0001]方向として表現します。
「[0001]」は、数字と記号そのものに“方向”の意味が含まれています。
※ [ ]（角カッコ）は、方向を示す定義です。
つまり、SiCでは c軸 方向＝ [0001] という関係になります。
ここで重要なのは、それぞれの言葉の意味の違いです。
- c軸 → 結晶構造上の基準軸の名前
- [0001] → 方向を表すミラー指数
このように、SiCでは c軸方向を「[0001]」で表現します。
傾き角度を示す「オフ角」
オフ角とは、[0001]方向に対するウェハ表面の傾きを示す角度です。
例えば、「4° off」と書かれている場合、
インゴットの c軸を、地面に対して垂直に、まっすぐ上方向としたとき、
そこから4°傾けた角度で、ウェハを切り出していることを意味します。
まとめ
SiCウェハでよく使われる「c軸」「[0001]」「オフ角」は、すべて結晶方向に関係する言葉ですが、それぞれ意味が異なります。
似ているようで異なるこれらの用語について、正確な意味の違いをしっかり理解しておきましょう。
・c軸 → 六方晶における高さ方向の基準軸
・[0001] → c軸方向を表すミラー指数
・オフ角 → [0001]方向に対するウェハ表面の傾き
