CN105008596B - 具有低位错密度的sic晶体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种形成SiC晶体的方法，所述方法包括：将SiC晶种置于生长容器中，加热所述生长容器，以及排空所述生长容器，其中所述晶种因温度和压力梯度而漂浮，并且气体从所述晶种的生长面流动、围绕所述晶种的边缘并进入所述晶种背后的体积，所述体积由真空系统抽吸。

Description

具有低位错密度的SIC晶体
相关专利申请
本专利申请要求2013年8月9日提交的美国专利申请No.13/963,989和2013年2月5日提交的美国临时专利申请No.61/761,179的优先权权益。
背景技术
1.技术领域
本公开涉及制备具有低位错密度计数的碳化硅以及涉及用于在物理气相运输生长期间支撑SiC晶种的方法和设备。
2.相关技术
碳化硅SiC因其宽带隙特性以及也对于极高硬度、高导热性和化学惰性特性，是熟悉材料科学、电子学和物理学的技术人员所公认的有利的晶体半导体材料。这些特性使SiC成为对于制造功率半导体器件极具吸引力的半导体，使得与由更常见材料如硅制成的器件相比，功率密度和性能得以增强。
最常见形式的SiC由原子的立方或六方排列组成。Si和C层的堆叠可呈现多种形式，称为多型体。碳化硅晶体的类型由表示堆叠序列中的重复单元数的数字加上代表晶形的字母来表示。例如，3C-SiC多型体是指3个重复单元和立方(C)晶格，而4H-SiC多型体是指4个重复单元和六方(H)晶格。
不同的碳化硅多型体在材料特性方面有一些差别，最明显的是电特性。4H-SiC多型体具有相对较大的带隙，而3C-SiC具有较小的带隙，大多数其他多型体的带隙则落在两者之间。对于高性能功率器件应用，当带隙较大时，理论上，材料更能够提供相对更高的功率和导热性能。
SiC晶体并非天然存在的，因此必须合成。SiC晶体的生长可通过升华/物理气相输运(PVT)或化学气相沉积来进行。
通过升华的SiC的生长极具挑战性。通过升华来生成Si/C物质的蒸气流要求温度超过2,000℃，这极大地限制了反应池组件和熔炉设计。最初，将通过如艾奇逊法之类的工艺形成的SiC研磨材料用作晶体的Si和C原子的来源，并随着技术成熟，多个团队开发出了合成专用于SiC晶体生长的SiC源粉末的装置。通常在处于真空室内的石墨容器中进行该生长。通过电阻法或感应法加热石墨容器。以小心的方式隔绝容器以便在体积内形成受控的温度梯度。使用形状通常类似于板状或盘状的晶种。晶种通常以其生长表面面向源材料而取向。容器中的晶种的位置被设计成使得当加热容器时，晶种位于相对较低温度位置，而Si-C源材料位于较高温度位置。当将容器加热至足以使源材料升华的温度时，蒸气将向低温区域穿行并冷凝在晶种上。虽然该过程在概念上看似简单，但在实施过程中，SiC的生长非常复杂并且是操作人员公认很难进行的。
历史上，基于SiC升华的晶体生长的最初进展首次由Lely(US 2,854,364)描述，其未加晶种的晶体生长的方法得到小六方SiC片晶。在1970年代和1980年代，产生对于制备器件具有吸引力的尺寸的首种晶体的技术由Tairov和Tsvetkov在俄罗斯完成(Journal ofCrystal Growth，52(1981)p.146-50(《晶体生长杂志》，第52卷，1981年，第146-150页)和Progress in Controlling the Growth of Polytypic Crystals in Crystal Growth and Characterization of Polytype Structures，P.Krishna，ed.，Pergammon Press，London，p.111(1983)(《控制晶体生长中多型晶体的生长及多型体结构的表征的进展》，P.Krishna编辑，帕加蒙出版社，伦敦，第111页，1983年))。他们的方法使用Lely晶体作为晶种，并通过如上所述的升华和运输进行生长。这些结果显示了通过晶种、压力控制和温度梯度的选择来进行多型体控制的方法。随后，Davis(US 4,866,005)揭示了通过源材料和梯度控制的恰当选择所实现的改进。对Tairov、Tsvetkov和Davis的方法的改良至今仍在不断揭示。
当产生较大晶体的方法出现时，关注点也会转移到控制晶体中的缺陷。缺陷可归类为包裹物和晶体位错。SiC晶体中的主要晶体缺陷是螺旋位错。称为微管或空芯螺旋位错的特例就属于该类型。另外，还存在基面位错和螺纹型刃位错。这些缺陷源于多种来源。例如，晶种中所含的缺陷可传递到新生长的晶体体积中。温度梯度和热膨胀不匹配所产生并传递给生长过程中的晶种和晶体的应力可导致位错的形成。在来自形成SiC所需物的升华蒸气流中的化学计量的偏差可导致不稳定多型体生长，继而在生长的晶体中产生多型体包裹物，导致多型体边界处的位错的形成。甚至位错之间的相互作用也可形成或消除位错。
由所指出的方法产生的SiC晶体具有高浓度的位错。截至本申请提交时为止，螺旋位错和基面浓度的通常报告值在标称上分别为5,000-10,000/cm2。位错最常通过在垂直于晶体对称轴的平面中对晶体切片来进行评估。用熔融盐如氢氧化钾在350-500℃范围内的温度下蚀刻暴露的晶体表面将揭示位错。每种位错类型具有独特的形状，从而可对它们独特地计数。位错通常以数量除以检测面积来计数和报告。该表征方法是有用的，因为其使得在晶体平面上形成的平面半导体器件中所含的缺陷容易关联。文献中有许多例子显示位错在观察平面中不均匀地分布。较大计数的位错使得对每个位错计数显得非常不切实际，特别是由于如今要求对大于或等于相当于100mm直径圆形的截面进行检测。因此，对蚀刻区取样以确定位错的量。然而，不正确的取样方法可导致与较大晶体相关的位错浓度的估值错误。在大多数报告中，未提供取样方法的细节，因此报告的结果通常难以重现(如果并非不可能的话)。
在固态物理学和半导体器件方面富有经验的科学家认识到，位错导致器件性能低于材料的理论特性。因此，现今的努力集中于改善半导体SiC晶体质量外观以识别和控制那些可减少源于晶体生长的缺陷的因素。
一旦产生足够大的晶体，就必须将晶体切割并制造成晶片，以便可用于使用平面制造方法制造半导体器件。由于许多半导体晶体(如，硅、砷化镓)已成功开发并商业化为晶片产品，由大块晶体制造晶片的方法是已知的。晶片制造的常见方法和要求及表征的标准方法的综述可见于Wolf and Tauber，Silicon Processing for the VLSI Era，Vol.1-Process Technology，Chapter 1(Lattice Press-1986)(Wolf和Tauber，《超大规模集成电路时代的硅处理，第1卷-工艺技术》，第1章，莱迪思出版社，1986年)。
由于其硬度，与处理其他常见半导体晶体如硅或砷化镓相比，SiC晶片衬底的制造带来了独特的挑战。必须对机器进行改造，并且需要改变研磨剂的选择而不使用常用材料。据报告，可在镜面抛光SiC晶片上观察到大量亚表面损伤，这可通过使用类似于硅行业中使用的化学增强机械抛光方法来减少或移除(Zhou，L.，et al.，Chemomechanical Polishing of Silicon Carbide，J.Electrochem.Soc.，Vol.144，no.6，June 1997，pp.L161-L163(Zhou，L.等人，碳化硅的化学机械抛光，《电化学学会杂志》，第144卷，第6期，1997年6月，第L161-L163页))。
为了在SiC晶片上构造半导体器件，必须将另外的晶体SiC膜沉积在晶片上以形成具有所需电导率值和导体类型的器件有源区。这通常使用化学气相沉积(CVD)方法完成。自1970年代以来，俄罗斯、日本和美国的多个团队公布了通过CVD外延来生长SiC的技术。通过CVD来生长SiC的最常见的化学物质是含硅的源气体(例如，甲硅烷或氯硅烷)和含碳的源气体(例如，烃气体)的混合物。低缺陷外延层的生长的关键要素是衬底表面偏离晶体对称轴倾斜以允许化学原子以衬底晶体所建立的堆叠顺序附接至表面。当该倾斜不足时，CVD工艺将在表面上产生三维缺陷，并且此类缺陷将产生不可操作的半导体器件。表面瑕疵诸如裂纹、亚表面损伤、凹坑、颗粒、划痕或污染会妨碍通过CVD工艺复制晶片的晶体结构(参见例如Powell and Larkin，Phys.Stat.Sol.(b)202，529(1997)(Powell和Larkin，《固体物理(b)》，第202卷，第529页，1997年))。重要的是用于制造晶片的抛光和清洗工艺要最大程度减少表面瑕疵。在存在这些表面瑕疵的情况下，可在外延膜中产生若干缺陷，包括基面位错和立方SiC包裹物(参见例如Powell，et.al.Transactions Third International High-Temperature Electronics Conference，Volume 1，pp.II-3-II-8，Sandia NationalLaboratories，Albuquerque，NM USA，9-14June 1996(Powell等人，《第三届国际高温电子学会议汇刊》，第I卷，第II-3-II-8页，美国新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚国家实验室，1996年6月9-14日))。
SiC中的缺陷已知能够限制或破坏缺陷上形成的半导体器件的操作。据Neudeck和Powell报道，空芯螺旋位错(微管)严重限制SiC二极管的电压闭锁性能(P.G.Neudeck andJ.A.Powell，IEEE Electron Device Letters，vol.15，no.2，pp.63-65，(1994)(P.G.Neudeck和J.A.Powell，《IEEE电子器件快报》，第15卷，第2期，第63-65页，1994年))。Neudeck在1994年综述了晶体(晶片)和外延来源缺陷对功率器件的影响，着重说明了由于螺旋位错和形态外延缺陷而对功率器件功能的限制(Neudeck，Mat.Sci.Forum，Vols 338-342，pp.1161-1166(2000)(Neudeck，《材料科学论坛》，第338-342卷，第1161-1166页，2000年))。Hull报道了当在具有较低螺旋位错密度的衬底上制造二极管时高电压二极管反向偏置漏电流的分布向较低值的偏移(Hull，et.al.，Mat.Sci.forum，Vol.600-603，p.931-934(2009)(Hull等人，《材料科学论坛》，第600-603卷，第931-934页，2009年))。Lendenmann报道了双极性二极管中的正向电压下降与源自衬底中的基面位错的外延层中的基面位错有关(Lendenmann et.al.，Mat.Sci.Forum，Vols 338-342，pp.1161-1166(2000)(Lendenmann等人，《材料科学论坛》，第338-342卷，第1161-1166页，2000年))。
用于4H-SiC晶体的生长的现代技术尚未成功开发允许同时控制全部位错类型的用于晶体生长过程的商业方法。
现有技术中所公开的各种方法通常缺乏关于以下方面的细节：用于晶体生长的具体步骤或用于评估缺陷浓度并显示出重复性的方法。
近年来，已变得需要生长更大的碳化硅和氮化镓晶体。目前，大多数生长过程利用基于气相的运输方法，诸如物理气相运输(PVT)升华方法。
例如，SiC晶体可通过PVT在通常由固体石墨形成的反应池中生长。反应池通常为直角圆柱体，并对石墨的等级进行选择以使得其热膨胀系数接近SiC的热膨胀系数以便最大程度减小因相应膨胀系数的差异所赋予的应力。SiC晶种通常以盘状形式提供。对晶种进行抛光，并可在与生长表面相对的侧上涂布在生长温度下稳定的材料。保护性碳涂层的存在是重要的以抑制晶种在晶体生长过程期间的退化，当该保护缺乏时显示出在晶种中形成空隙(“热蒸发腔体”)。
通常使晶种在反应池中取向以使得圆柱形反应池的主轴和晶种晶片的平面在名义上彼此成直角。在大多数PVT反应池中，将晶种置于Si/C源原料上方以有助于控制蒸气流以及保持晶种在生长期间无碎屑和污染。在这种类型的PVT反应池布置中，通常通过将晶种刚性或机械附连到反应池的盖子而将晶种支撑在蒸气源上方。晶种可通过粘合剂、粘固剂、保持环等附连到盖子。然而，将晶种固定到反应池盖子或晶种保持器的操作可在晶体生长期间导致不良影响。
例如，在固定过程期间，可发生对带涂层的晶种背面的刮擦。此外，在安装过程期间可能在晶种与反应池顶板界面之间形成空隙。此类事件可加剧晶种背面蒸发腔体的形成，从而导致形成缺陷。此外，晶种与盖子之间的热膨胀差异可在晶种中产生应力。参见例如在日本专利公布JP 2011-20860中的论述。
重要的是将晶种以一定的位置支撑在反应器中，在该位置可对温度进行控制以使得蒸气流可以在晶种表面上冷凝。然而，由于反应池通常由与晶种不同的材料制成，因此刚性附连方法通常在生长期间在晶体中产生应力。例如，当使用粘合剂将晶种固定到反应池或盖子时，可能的是晶种将在固定过程期间弯曲，这将在晶体中产生不可取的应力。
因此，已尝试开发用于在生长期间支撑晶种的替代方法。例如，JP 2011-20860依赖于压差来形成抵靠着盖子而保持晶种的真空。然而，晶体与保持器之间的接触使得在生长期间仍可在晶体上产生应力。具体地讲，压差作用力可使晶种变形。此外，如果盖子的表面不光滑平坦，则将在晶种的背表面上形成压力点，从而在晶种中产生张力。类似地，可被无意地捕获在晶种与盖子之间的任何颗粒物也将形成压力点。即使盖子完全平坦以使得晶种完美地接触盖子，但是当晶种接触盖子时，盖子将冷却晶种的背面，从而导致晶种翘曲离开盖子并且密封将被破坏。另外，翘曲将导致晶体处于应力中，从而在生长中的晶体中产生缺陷。
在JP 2011-20860中公开的方法还有其他问题。例如，当晶种因压差而升高时，其阻挡气体流出坩埚，从而导致坩埚内的压力和温度升高。至少出于这些原因，优选的是保持气体流出坩埚。另外，随着晶体的生长，其变得越来越重，在某一时刻，将过重而使得压差无法将其维持在盖子上，此时，晶体将落下，从而导致晶体温度的突变，并由于气体恢复流出坩埚，坩埚内的压力和温度下降。
因此，本领域存在对SiC晶体生长方法的需要，该方法将以最小化的应力导致晶体生长，从而产生减少的缺陷，诸如微管、螺位错和基面位错。
发明内容
列入了以下发明内容以提供本发明的一些方面和特征的基本理解。该发明内容不是本发明的详细综述，因此并非旨在特别指出本发明的关键或重要因素或划定本发明的范围。其唯一目的是以简化形式提出本发明的一些概念，作为下述更详细描述的前序。
本发明的多种实施例涉及在基于气相的晶体生长期间支撑晶种，并且更具体地讲，涉及气相运输生长方法，其中晶种在晶体生长期间不受外部应力。
根据本发明的多个方面，提供了一种形成SiC晶体的方法，该方法包括：将得自六角多型SiC的块体晶体的晶种置于绝缘石墨容器的搁架上，于是在石墨容器的顶板与晶种的背表面之间限定体积；将硅和碳原子源置于绝缘石墨容器中，其中硅和碳原子源供运输到晶种以生长SiC晶体；将石墨容器置于炉内；将炉加热到约2,000℃至约2,500℃的温度；以及将感应炉排空到约0.1托至约100托的压力，同时将气流从晶种下方引导通过晶种的周边并到达石墨容器的顶板与晶种的背表面之间的体积的中心，从而促进从硅和碳原子源向晶种的气相运输，同时防止晶种的背表面接触石墨容器的任何部分。
根据另外的方面，公开了一种方法，其中维持真空炉内的温度和压力以使得能够实现0.1-50mm厚的SiC晶体生长，生长中的氮浓度为1×1015至1×1019/cm3。
根据其他方面，提供了供晶体生长的晶种，其中该晶种具有4H-SiC多型体，其朝着(11-20)晶向的切割角为0-4度，并且晶种的氮浓度为约1×1016/cm3至约8×1018/cm3。
另外的方面提供具有小于约1/cm2的平均微管密度的4H-SiC基底，其中4H-SiC基底具有小于约5,000/cm2的螺位错密度，并且其中4H-SiC基底具有小于约5,000/cm2的基面位错密度，如通过对4H-SiC基底进行的至少9个测量所确定。这些指标得以同时实现。该基底可用作晶种或用作用于制造半导体器件的基底。
另外其他方面提供适于通过物理气相运输进行SiC晶体生长的反应池，其中晶种因温度和压力梯度而漂浮，并且气体从晶种的生长面流动、围绕晶种的边缘并进入晶种背后的体积，该体积由真空系统抽吸。反应池被制造成防止晶种的背表面接触容器的任何部分。例如，盖子可被构造成具有周边环延伸部，该周边环延伸部被构造成接触晶种的周边边缘并防止晶种的背表面接触盖子的表面。
另外，提供了一种用于形成SiC晶体的炉系统，该系统包括：在其顶部上具有盖子的绝缘石墨容器，和用于支撑晶种的搁架，该搁架定位在顶板下方并被构造成防止晶种的背表面接触盖子的表面；用于引导气体从晶种的周边向晶种背后的体积流动的装置；被构造成允许蒸气流通过盖子的排空路径；用于将石墨容器加热到约2,000℃至约2,500℃的温度的加热器；用于将石墨容器的内部维持在约0.1托至约100托的压力的真空泵；以及用于向炉充入惰性气体或掺杂气体的气体入口。盖子可包括被构造成接合晶种的周边边缘以便防止晶种的背表面接触盖子的表面的延伸部。
另外的方面还涉及一种通过物理气相运输进行SiC晶体生长的方法，包括：将SiC晶种置于生长容器中，加热生长容器，以及排空生长容器，其中晶种因温度和压力梯度而漂浮，但防止使其背表面接触盖子表面，并且气体从晶种的生长面流动、围绕晶种的边缘并进入晶种背后的体积，该体积由真空系统抽吸。
本发明的其他方面和特征将通过参照以下附图而作出的详细描述变得显而易见。应当认识到，该详细描述和附图提供本发明的多种实施例的多种非限制性例子，本发明由所附权利要求书限定。
附图说明
并入并构成本说明书一部分的附图举例说明了本发明的实施例，并且与文字描述一起用于解释和说明本发明的原理。附图旨在以图解的方式说明示例性实施例的主要特征。附图并非旨在示出实际实施例的每个特征，也非示出所示元件的相对维度，并且未按比例绘制。
图1是通过物理气相运输进行SiC晶体生长的现有技术布置的示意图。
图2是根据一个实施例的通过物理气相运输进行SiC晶体生长的布置的示意图。
图3是根据另一个实施例的通过物理气相运输进行SiC晶体生长的布置的示意图。
图4是根据又一个实施例的通过物理气相运输进行SiC晶体生长的布置的示意图。
图5是根据又一个实施例的通过物理气相运输进行SiC晶体生长的布置的示意图。
具体实施方式
下文提供根据本发明实施例的制造方法的例子，这些方法产生具有相对大的直径同时表现出低微管、螺位错和基面位错密度的基底。根据所公开的实施例，在生长期间不将晶种物理附连到容器的任何部分，而是使之在约束边界内自由移动。约束边界使得晶种可以在加工期间水平(膨胀和收缩)和垂直移动，但垂直移动受限以使得防止晶种的背表面接触盖子的表面。在一些实施例中，垂直移动通过在加工容器内形成差压和/或向上气流而促进。在一些实施例中，通过以下方式防止晶种的背表面接触盖子的表面：具有用于接触晶种的周边边缘从而在晶种的后表面与盖子的表面之间维持一定空间的延伸环、o形环或类似构造。如何实现这种生长的例子将在下文参考图2-4中所示的实施例进行描述。当然，也可以在不脱离本公开的范围和/或精神的情况下使用实现本文所述的结果的其他方式。
通过下文对用于产生表现出低于1/cm2的微管密度、低于5,000/cm2的螺位错密度和低于5,000/cm2的基面位错密度的4H-SiC晶体/晶片的方法的例子的描述，可以理解本发明的特征。也就是说，所公开的晶体同时表现出所有三个低缺陷密度要求。4H-SiC晶体可使用直径小至76mm或直径高达和超过150mm的晶种生长而成。
根据以下实施例，方法始于SiC晶种，其大致为与生长的晶体大约同直径的圆形晶片的形状。在碳面上对晶种抛光和/或蚀刻以确保该表面无机械损伤。使用了经修改的晶体生长布置，以改善在晶种上的生长。为了完全理解所需的修改，首先将描述根据现有技术的生长布置。
图1是代表现有技术的通过物理气相运输进行SiC晶体生长的一般布置。示出了PVT反应池40，其被构造成用于SiC晶体生长。反应池40通常由具有石墨盖子55的石墨容器形成。将粒化SiC或硅和碳材料42置于池的底部。定位在容器的上部中的是晶粒48，其物理固定或结合到池的盖子的内部。整个容器40被诸如石墨毡或泡沫的绝缘层54围绕。将反应池40置于通过真空泵抽吸的真空炉70中。如果对池进行电阻加热，则真空炉70可由钢构成，或如果对池进行电导加热，则其可由石英、玻璃或其他介电材料构成。在所示的实施例中，真空炉由玻璃构成并通过射频感应线圈72加热。硅和碳从源材料42蒸发并冷凝到晶种48上。未冷凝到晶种上的硅和碳从反应容器中扩散出来并进入真空炉。该扩散由反应容器内部与真空炉之间的压力梯度驱动。注入真空炉中的气体(诸如氮气、氩气和掺杂剂)穿过石墨坩埚壁扩散进反应容器。该扩散通过真空室与反应容器内部之间的浓度梯度驱动。
本文所述的方法的实施例提供胜过晶种生长的现有方法和设备的若干优势。如上所述，大多数现有技术使晶种背表面与坩埚或反应池顶部形成接触或将晶种连接到盖子。我们发现，这种接触是不必要的，并且可能对晶体形成有害。我们已出人意料地发现，通过最大程度减少晶种与池之间的接触，在生长期间赋予晶体的应力也可得到最大程度的降低。我们还出人意料地发现，所生长的晶体的质量的改善通过低晶体缺陷密度而证实。
各种所公开的创新支撑构造最大程度减小固定过程期间晶种的损坏或弯曲，并且因为晶种从反应池机械脱开，晶种可以在生长期间独立于反应池膨胀和收缩。以下是实现改善的晶体生长的晶种支撑的例子。
现在参见图2，示出了根据本发明的一个实施例的PVT反应池，其被构造成用于SiC晶体生长。反应池40优选地由具有石墨盖子55的石墨容器形成。反应池具有在图2中指定为“d”的内径，其略微大于晶种48的直径。另外，在池的上部中提供搁架46。搁架46具有在图2中指定为“ds”的内径，其略微小于晶种48的直径。搁架46可被制成粘结到容器侧壁的石墨环。或者，搁架46可与容器整体制成，例如，容器可与搁架形成为容器40的内部侧壁的一体部分。当然，搁架的壁不需要为垂直的，而是可以为倾斜的，如虚线所示，在此情况下，直径“ds”在搁架的源侧上比在晶种侧上可具有更大的值。
搁架46用于在其周边边缘支撑晶种48，而无任何物理附连。相反，晶种48只是置于容器的内部以便搁在搁架46上。然后将石墨保持器53置于晶种上方而不接触晶种，以便在晶种上方维持自由空间，但允许晶种在有界空间内垂直地自由移动。保持器53被构造成防止晶种垂直移动到晶种的背表面将会接触盖子55的表面的程度。在一些实施例中，保持器53形成为盖子55的一部分。例如，保持器53可以是与盖子55整体机加工或制造的环延伸部。
任选地，在石墨保持器或垫片53的底部提供一个气体通道环50，并在晶种下方提供另一个且用于引导气体进入盖子55与晶种48之间的间隙31。气体通道环50的例子以附图标记显示，示出了在面向晶种的表面上提供的并有助于气体流动的凹槽57。其大致为平垫圈的形状，在其下侧(即，面向晶种48的侧)具有流动通道57。次级附图标记示出环50的变体，其中凹槽57提供在面向晶种的表面上和环50的外边缘上。在该例子中，气体通过在盖子55中的气体收集器61退出池40，然而，气体收集器可以是增大气体相对于径向以离开池顶部的方向传导的任何几何形状或材料。一般来讲，该布置被构造成从晶种48的下方生成气流，围绕晶种并穿过气体通道环50进入间隙31，再离开池的顶部，如图2中的虚线箭头所示。气体通道配件和气体收集器均应由与方法温度和SiC晶体生长中所用的化学物质(例如石墨、钼等)相容的材料构成。该总体布置使得晶种的垂直运动受限以便在盖子与晶种背表面之间维持间隙31。这样，晶种的背表面始终不会接触盖子，并且可因这种接触而导致的应力得以避免。另外，该布置还使得晶种可以在加热和冷却时自由膨胀和收缩，而不会因池向晶种赋予应力。
图3示出了用于形成作为池40的一体部分的搁架46的另一个实施例。具体地讲，制造池40以使得其内径略小于晶种48的直径，类似于图2的实施例中的直径ds。池40的上部被制造成具有略大于晶种48的直径的直径，即，类似于图2的实施例中的直径d。两种直径之间的差异形成搁架46，晶种48则搁在其上。因此，如可以理解的是，可使用各种构造来促成搁架46，并且所用的特定构造不是关键性的，只要可将晶种以搁置取向置于搁架上以使得晶种可在不受物理约束的情况下自由膨胀和收缩即可。另外，可将搁架定位在池40顶部下方一定的距离处，以使得晶种可在垂直方向略微自由移动，但将被防止接触盖子的表面。
图3中所示的另一种变体具有气体流动环50，如以附图标记示出。如以附图标记所示，气体流动环50为平垫圈的形状，具有在其底部表面上提供的凸块或其他延伸部58，以便生成从晶种48的逆流，以使得引导气体在气体流动环50与晶种48之间流动。
图4示出了又一个实施例，其中将保持器53和顶部气体流动环50结合到盖子55中。如以附图标记所示，盖子55与用作保持环53的延伸部53整体形成。气体流动通道59在延伸部53的底部形成，以用作气体流动环50中的通道57。当将盖子55置于容器的顶部上时，其在盖子55与晶种48之间形成间隙31。底部气体流动环使得气体可以从晶种下方进入。另外，如在之前的实施例中，存在逆流空间供晶种48垂直移动，但其垂直移动受到延伸部53的限制以使得其后表面始终不会接触盖子的表面。另外，在盖子55中提供孔61以使得能够将气体通过盖子55抽出容器。
图5示出了图4的实施例的另一种变型。根据图5的实施例，盖子55与用作保持环53的延伸部53整体形成。气体流动孔59在延伸部53的侧壁上形成，以用作气体流动环50中的通道57。置于晶种之下的环50具有通往垂直通道的水平通道，以使得气体能够从晶种之下流到晶种上方，如由虚线箭头所示。
以下描述不论所用的具体实施例均是适用的。整个容器40被诸如石墨毡或泡沫的绝缘层54围绕。对绝缘层的厚度、导热性和孔隙度进行选择以在反应池中实现所需的温度分布。用于SiC晶体生长的该布置可包括控制器80，其用于控制通往氮气源84的阀82，该阀连接到真空炉70；以及用于控制连接到氩气源88的阀86，该阀也连接到真空炉70。真空炉70内的真空由通往真空泵92的阀90控制。在该实施例中，控制器80被构造成控制真空阀90和泵92以便在真空炉70内维持用户设定的真空度，而不论进入真空炉的氩气和/或氮气流如何。例如，如果增大进入室中的氮气流，控制器80则打开真空阀90以增大从炉抽吸的真空，并维持设定的真空度。控制器80还控制加热器的操作，诸如施加到射频感应线圈72的功率。
一旦将池40装上源材料42和晶种48后，即将其密封并置于射频感应炉70中。将炉用泵92排空，从而在炉70的内部与池40的内部之间形成压差。然而，池40被构造成使得盖子不完全气密封池，因此，来自池40内部的气态物质漏入炉70的内部并被抽出。类似地，池40的壁具有一定的孔隙度以供气体漏入炉70的内部。因此，泵92的抽吸作用还通过在池40的内部与炉70的内部之间形成压差而将池40的内部排空。
然后向炉70回充非氧化气体，诸如氩气。以接近大气压(500-700托)建立压力并将容器加热到约1,600-2,500℃。随后通过正确地设置阀90而降低压力以引发气相运输过程。可将氮气或其他掺杂剂气体加入炉中以控制所生长的晶体的传导性。此时，控制压力、温度和氮气流以实现在晶种上形成块体SiC晶体所需的条件。所生长的其余晶体的厚度在5-50mm的范围内。典型的压力值在0.1-10.0托的范围内，温度在2,000-2,500℃的范围内。
在促进从源到晶种的气相运输的温度、压力和气体流动条件下，将存在平行于晶种对称轴的温度梯度，其中生长面的温度高于晶种的背面。这将导致晶种翘曲，因为晶种的热膨胀在生长面上将大于在背面上。也就是说，晶种生长面的面积现在大于背面，使得晶种中心低于其周边而翘曲。由于晶种只是搁在搁架46上而不是以机械或物理方式保持，因此该膨胀和翘曲不受限制--容器在搁架水平上的直径足够大以使得晶种可以膨胀并且在晶种上方存在足够的空间以使得晶种可以垂直移动。
同时，由于生长炉的差异抽吸作用，含有源材料的生长池体积处于比晶种上方的间隙31更高的压力，还平行于晶种的对称轴而横跨晶种建立起压力梯度。由于池40被构造成使得气流经由顶部或盖子向上，因此来自晶种下方的气体向上并围绕晶种的周边流动。该组合产生横跨晶种的浮力，从而使晶种漂浮或使其上浮直到其接触保持器53上的气体通道配件50。晶种将保持该位置，直到生长的晶体的重量将克服浮力时，此时，晶种将向下流并再次搁在搁架46上，或搁在若提供的垫圈51上。在其浮起位置，晶种在其周边边缘压贴在保持器环53上，以使得晶种的背表面无法接触盖子的底表面。
在生长过程结束时，将压力升至约600托。这抑制任何更多的气相运输。然后将炉冷却到室温。当打开容器时，在晶种上形成了具有与晶种相同多型体的SiC单晶。
新的晶种可由通过该方法生长的晶体形成并用于制备新的晶体。据发现，所生长的每一代晶体显示出降低的位错密度。
本发明的有益特征是这样一种池设计，其包括由搁架、保持器和盖子/气体收集器限定的晶种限制段，在晶种上方的间隙，以及促进正确的气体流动和差压以引发晶种漂浮的气体通道配件/气体收集器。
为了评估晶体中的位错，对晶体切片并将所有的切片抛光。可以通过以下方式测试微管：首先通过熔融盐蚀刻而揭露微管然后经由人工和自动方法计数，或通过用激光散射光谱仪扫描经抛光的晶片然后通过图像处理算法对微管计数。诸如这种方法在J.Wan，et.al.，“A New Method of Mapping and Counting Micropipes in SiC Wafers”Proc.2005Int’l Conf.On SiC and Related Materials，Materials Science Forum(2006)，p.447(J.Wan等人，“标测和计数SiC晶片中的微管的新方法”，2005SiC及相关材料国际会议论文集，《材料科学论坛》，2006年，第447页)和J.Wan，et al.，“A ComparativeStudy of Micropipe Decoration and Counting in Conductive and Semi-InsulatingSilicon Carbide Wafers，”J.Electronic Materials，Vol.34(10)，p.1342(J.Wan等人，“导电和半绝缘碳化硅晶片中微管装饰和计数的对比研究”，《电子材料杂志》，第34卷第10期，第1342页)中有所描述。一旦对缺陷的总数计数后，将该值除以测得的切片面积，以导出以单位面积的计数所表示的缺陷密度。
螺位错和基面位错需要如上所述的熔融盐蚀刻或x射线形貌术。计数通常通过对切片上的多个区域取样并对缺陷计数而完成。通常用于报告缺陷的方法由以下部位的测量组成：晶片中心，在晶片半径的50％处相隔90度的四个部位，和在>晶片半径的80％处相隔90度且朝着50％半径的点旋转45度的四个部位。对每个部位的总计数求和，然后将该和除以测量面积以导出以单位面积的计数所表示的缺陷密度。由于较大晶片的取样方法对于评估该晶片具有重要意义，因此通常恰当的是报告部位计数值以及净缺陷计数。
实例
形成石墨容器并装上总计约850克硅和碳的源混合物。将直径为约102mm的4H-SiC晶种根据早前所述的方法固定到池中，使C面朝向源。将石墨组件用石墨毡包裹并置于射频感应加热的真空炉中。将真空室排空到基准压力然后回充氩气。将压力设为600托并对系统加热以实现约2200℃的温度，如通过聚焦于石墨容器盖子上的高温计所读取。N2气体在此时被递送到室，并且压力降低到10托以下以引发源升华。将N2气体流设定到在晶体中递送3-8E18/cm3范围内的氮浓度的水平。在约100小时后，将压力升至600托以停止升华然后将系统冷却以取回晶体。
所得的晶体(命名为AG1045)在锥形面上为15mm长。将晶体切片成直径为100mm并且朝着<11-20>的切割角为4度的晶片。使用金刚石磨料对晶片抛光以实现光滑的镜面。对晶片进行电阻率测量，并且值在0.017-0.020Ω-cm的范围内。
使用激光散射光谱法对抛光的晶片中的微管进行评估。进行检查的晶片区域不包括外部2mm。下表显示了测得的总微管数和微管密度(MPD)值。
晶片 观察到的总微管数 MPD(cm<sup>-2</sup>)
1 4 0.06
2 6 0.09
3 3 0.04
4 1 0.02
5 8 0.11
6 2 0.02
7 6 0.09
将切片之一在熔融KOH中蚀刻以揭露位错。在按半径和角度布置的晶片上的9个部位测量了位错。测试位错由以下部位的测量组成：晶片中心，在晶片半径的50％处相隔90度的四个部位，和在>晶片半径的80％处相隔90度且朝着50％半径的点旋转45度的四个部位。在每个部位采集显微镜图像，并通过该图像确定为所有穿透位错、基面位错和螺纹错之和的蚀坑密度(EPD)、基面位错密度和螺位错密度。数据在下面制表：
部位 EPD(cm-2) 基面位错密度(cm-2) 螺位错密度(cm-2)
1 5.00E+03 0 0
2 2.44E+03 250 125
3 4.69E+03 188 563
4 2.25E+03 188 500
5 4.94E+03 0 1000
6 2.94E+03 250 750
7 2.75E+03 375 625
8 3.88E+03 250 875
9 4.38E+03 313 375
应当理解，本文所述的工艺和技术不与任何具体设备固有地相关，并且可通过组件的任何合适组合来实施。此外，可根据本文所述的教导内容使用各种类型的通用器件。已结合具体实例描述了本发明，所述具体实例在所有方面均旨在是示例性的而非限制性的。本领域技术人员将理解，多种不同组合将适用于实施本发明。
此外，在考虑本说明书并实施本文所公开的发明后，本发明的其他具体实施对于本领域技术人员将显而易见。可单独地或以任何组合使用所述实施例的各个方面和/或组成部分。旨在使本说明书和实例仅以举例方式考虑，而本发明的真实范围和精神由以下权利要求书指示。

Claims (24)

1.一种形成SiC晶体的方法，所述方法包括：
a.将硅和碳原子源置于绝缘石墨容器中，其中，所述硅和碳原子源供运输到所述晶种上以生长所述SiC晶体；
b.将晶种置于绝缘石墨容器的搁架上，并将盖子置于所述石墨容器上，于是在所述石墨容器的盖子与所述晶种的背表面之间限定体积，且
c.提供约束边界，使得晶种可在加工期间水平和垂直移动，其中，所述垂直移动受限，以使得防止晶种的背表面接触所述盖子；
d.将所述石墨容器置于炉内；
e.将所述炉排空并充入惰性气体达到600托以上的压力；
f.将所述炉加热到2,000℃至2,500℃的温度；以及
g.将感应炉排空到0.1托至100托的压力，同时将气流从所述晶种下方引导通过所述晶种的周边并到达所述石墨容器的盖子与所述晶种的所述背表面之间的体积的中心，从而促进从所述硅和碳原子源向所述晶种的气相运输，同时防止所述晶种的所述背表面接触所述盖子。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括使掺杂剂气体流入所述炉中。
3.根据权利要求2所述的方法，其中维持温度和压力以使得能够实现0.1-50mm厚的晶体生长和1×1015至1×1019/cm3的氮浓度。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述晶种为4H-SiC晶体，其朝着(11-20)晶向的切割角为0-4度，并且其中所述晶种的氮浓度为1×1016/cm3至8×1018/cm3。
5.根据权利要求1所述的方法，其中防止所述晶种的所述背表面接触所述盖子包括在所述晶种上方插入保持环。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括在所述晶种与所述保持环之间插入气体通道环。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括在所述晶种与所述搁架之间插入第二气体通道环。
8.一种适于通过物理气相运输进行SiC晶体生长的反应池，其中晶种因温度和压力梯度而漂浮，并且气体从所述晶种的生长面流动、围绕所述晶种的边缘并进入所述晶种背后的体积，所述体积由真空系统抽吸，并且其中对所述晶种漂浮加以束以使得所述晶种的背表面无法接触所述反应池的盖子表面。
9.根据权利要求8所述的反应池，包括石墨容器和石墨盖子并且其中在所述石墨容器的上段形成搁架，并且其中所述盖子的底部表面形成所述盖子。
10.根据权利要求9所述的反应池，还包括被构造成配合在所述搁架上所述晶种上方的保持环。
11.根据权利要求10所述的反应池，其中所述保持环与所述盖子整体形成。
12.根据权利要求10所述的反应池，还包括在所述保持环上提供的气体流动通道。
13.根据权利要求9所述的反应池，其中所述盖子包括气体排空孔。
14.根据权利要求9所述的反应池，其中所述容器具有比所述晶种略小的内径，并且其中所述容器的上段被制造成具有比所述晶种大的内径，并且其中从比所述晶种略小的所述内径向比所述晶种大的内径的过渡限定所述搁架。
15.一种用于形成SiC晶体的炉系统，所述系统包括：
a.在其顶部上具有盖子的绝缘石墨容器，和用于支撑晶种的搁架，所述搁架紧靠着所述顶部而定位，但在所述盖子下方足够的距离以使得置于所述搁架上的晶种无法接触所述盖子；
b.用于引导气体从所述晶种的周边向所述晶种背后的体积流动的装置；
c.被构造成允许蒸气流通过所述盖子的排空路径；
d.用于将石墨容器加热到2,000℃至2,500℃的温度的加热器；
e.用于将所述石墨容器的内部维持在0.1托至100托的压力的真空泵；
f.用于向所述炉充入惰性气体的气体入口。
16.根据权利要求15所述的炉系统，还包括定位在所述搁架上方的保持环。
17.根据权利要求16所述的炉系统，其中所述保持环包括多个气体流动通道。
18.根据权利要求16所述的炉系统，其中所述保持环包括多个凸块。
19.根据权利要求16所述的炉系统，其中用于引导气流的所述装置包括气体通道环。
20.根据权利要求15所述的炉系统，其中用于引导气流的所述装置包括定位在所述晶种下方的第一气体通道环和定位在所述晶种上方的第二气体通道环。
21.根据权利要求15所述的炉系统，其中所述盖子包括保持环，所述保持环从所述盖子的底部表面延伸并具有被构造成接合所述晶种的周边边缘的直径。
22.根据权利要求21所述的炉系统，其中所述盖子包括气体流动导管。
23.根据权利要求22所述的炉系统，其中所述气体流动导管包括在所述保持环上形成的通道。
24.根据权利要求23所述的炉系统，其中所述盖子还包括多个气体流动孔。
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8860040B2 (en) 2012-09-11 2014-10-14 Dow Corning Corporation High voltage power semiconductor devices on SiC
US9797064B2 (en) * 2013-02-05 2017-10-24 Dow Corning Corporation Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a support shelf which permits thermal expansion
US9738991B2 (en) 2013-02-05 2017-08-22 Dow Corning Corporation Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a supporting shelf which permits thermal expansion
US11091370B2 (en) 2013-05-02 2021-08-17 Pallidus, Inc. Polysilocarb based silicon carbide materials, applications and devices
US9657409B2 (en) 2013-05-02 2017-05-23 Melior Innovations, Inc. High purity SiOC and SiC, methods compositions and applications
US9919972B2 (en) 2013-05-02 2018-03-20 Melior Innovations, Inc. Pressed and self sintered polymer derived SiC materials, applications and devices
US10322936B2 (en) 2013-05-02 2019-06-18 Pallidus, Inc. High purity polysilocarb materials, applications and processes
CN105518189B (zh) * 2013-09-06 2019-10-15 Gtat公司 使用硅碳化物晶种来生产大块硅碳化物的方法和器具
US10851473B2 (en) * 2013-09-06 2020-12-01 Gtat Corporation Apparatus for producing bulk silicon carbide
CN110670124B (zh) * 2013-09-06 2021-07-30 Gtat公司 生产大块硅碳化物的方法
US9279192B2 (en) 2014-07-29 2016-03-08 Dow Corning Corporation Method for manufacturing SiC wafer fit for integration with power device manufacturing technology
US10753010B2 (en) * 2014-09-25 2020-08-25 Pallidus, Inc. Vapor deposition apparatus and techniques using high puritiy polymer derived silicon carbide
JP6597381B2 (ja) * 2016-02-22 2019-10-30 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板の製造方法、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造方法
JP6883409B2 (ja) * 2016-11-22 2021-06-09 昭和電工株式会社 ＳｉＣ単結晶成長方法、ＳｉＣ単結晶成長装置及びＳｉＣ単結晶インゴット
WO2018117645A2 (ko) 2016-12-20 2018-06-28 에스케이씨 주식회사 대구경 탄화규소 단결정 잉곳의 성장 방법
JP6694807B2 (ja) * 2016-12-26 2020-05-20 昭和電工株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
CN106968018B (zh) * 2017-04-10 2019-02-05 山东大学 一种锗氮共掺的碳化硅单晶材料的生长方法
CN108468089B (zh) * 2018-05-16 2022-06-21 福建北电新材料科技有限公司 一种高效高温固化碳化硅籽晶的工艺
CN109137076A (zh) * 2018-10-17 2019-01-04 福建北电新材料科技有限公司 一种生长碳化硅单晶的籽晶片固定装置及其使用方法
CN109234810A (zh) * 2018-10-31 2019-01-18 福建北电新材料科技有限公司 一种无需粘结籽晶的碳化硅单晶生长装置
CN109234799B (zh) * 2018-11-02 2019-07-09 山东天岳先进材料科技有限公司 一种提高pvt法碳化硅单晶生长质量的方法
WO2020087722A1 (zh) * 2018-11-02 2020-05-07 山东天岳先进材料科技有限公司 一种碳化硅单晶的制备方法及其生长装置
KR102122668B1 (ko) * 2018-12-12 2020-06-12 에스케이씨 주식회사 잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법
JP7393900B2 (ja) 2019-09-24 2023-12-07 一般財団法人電力中央研究所 炭化珪素単結晶ウェハ及び炭化珪素単結晶インゴットの製造方法
CN110886014B (zh) * 2019-12-18 2021-07-27 福建北电新材料科技有限公司 晶体生长装置
CN113249795A (zh) * 2020-02-11 2021-08-13 稳晟材料科技股份有限公司 碳化硅长晶设备及其长晶方法
KR102236396B1 (ko) 2020-05-29 2021-04-02 에스케이씨 주식회사 탄화규소 잉곳의 제조방법 및 탄화규소 잉곳 제조용 시스템
CN113512758B (zh) * 2020-04-09 2024-07-05 赛尼克公司 碳化硅晶锭及其制造方法和用于制造碳化硅晶锭的系统
CN113174631A (zh) * 2020-06-05 2021-07-27 北京世纪金光半导体有限公司 符合产业化生产的高厚度低缺陷六英寸碳化硅晶体生长方法
CN113005518B (zh) * 2021-02-23 2022-07-15 哈尔滨工业大学 一种制备碳化硅单晶的方法
WO2022184630A1 (en) 2021-03-01 2022-09-09 Umicore Compound semiconductor layered structure and process for preparing the same
SE544565C2 (en) * 2021-03-11 2022-07-19 Kiselkarbid I Stockholm Ab System and method of producing monocrystalline layers on a substrate

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6534026B2 (en) * 2000-02-15 2003-03-18 The Fox Group, Inc. Low defect density silicon carbide
JP2011020860A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Nippon Steel Corp 炭化珪素単結晶製造用坩堝及び炭化珪素単結晶の製造方法
CN102187019A (zh) * 2008-10-15 2011-09-14 新日本制铁株式会社 碳化硅单晶和碳化硅单晶晶片
EP2371997A1 (en) * 2010-04-01 2011-10-05 Instytut Technologii Materialów Elektronicznych Method for manufacturing crystals, in particular of silicon carbide, from gaseous phase
CN102596804A (zh) * 2009-09-15 2012-07-18 Ii-Vi有限公司 SiC单晶的升华生长

Family Cites Families (247)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL87348C (zh) 1954-03-19 1900-01-01
US3691694A (en) 1970-11-02 1972-09-19 Ibm Wafer polishing machine
US4582561A (en) 1979-01-25 1986-04-15 Sharp Kabushiki Kaisha Method for making a silicon carbide substrate
US4866005A (en) 1987-10-26 1989-09-12 North Carolina State University Sublimation of silicon carbide to produce large, device quality single crystals of silicon carbide
US4912064A (en) 1987-10-26 1990-03-27 North Carolina State University Homoepitaxial growth of alpha-SiC thin films and semiconductor devices fabricated thereon
US4912063A (en) 1987-10-26 1990-03-27 North Carolina State University Growth of beta-sic thin films and semiconductor devices fabricated thereon
JP2534525B2 (ja) 1987-12-19 1996-09-18 富士通株式会社 β−炭化シリコン層の製造方法
JPH0831419B2 (ja) 1990-12-25 1996-03-27 名古屋大学長 単結晶珪素基板上への化合物半導体単結晶の作製方法
JP2804860B2 (ja) 1991-04-18 1998-09-30 新日本製鐵株式会社 ＳｉＣ単結晶およびその成長方法
US5192987A (en) 1991-05-17 1993-03-09 Apa Optics, Inc. High electron mobility transistor with GaN/Alx Ga1-x N heterojunctions
US5248385A (en) 1991-06-12 1993-09-28 The United States Of America, As Represented By The Administrator, National Aeronautics And Space Administration Process for the homoepitaxial growth of single-crystal silicon carbide films on silicon carbide wafers
US5149338A (en) 1991-07-22 1992-09-22 Fulton Kenneth W Superpolishing agent, process for polishing hard ceramic materials, and polished hard ceramics
US5238532A (en) 1992-02-27 1993-08-24 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for removal of subsurface damage in semiconductor materials by plasma etching
US5709745A (en) 1993-01-25 1998-01-20 Ohio Aerospace Institute Compound semi-conductors and controlled doping thereof
JPH06316499A (ja) 1993-04-30 1994-11-15 Sharp Corp 炭化珪素単結晶の製造方法
US5416465A (en) 1993-06-04 1995-05-16 Lin; Chion-Dong Steering wheel controlled car light piloting system
JP2827885B2 (ja) 1994-02-12 1998-11-25 信越半導体株式会社 半導体単結晶基板およびその製造方法
US5679153A (en) 1994-11-30 1997-10-21 Cree Research, Inc. Method for reducing micropipe formation in the epitaxial growth of silicon carbide and resulting silicon carbide structures
JP3902225B2 (ja) 1994-12-01 2007-04-04 エスアイクリスタル アクチエンゲゼルシャフト 昇華育種による炭化シリコン単結晶の製造方法及び装置
US5899743A (en) 1995-03-13 1999-05-04 Komatsu Electronic Metals Co., Ltd. Method for fabricating semiconductor wafers
SE9503428D0 (sv) 1995-10-04 1995-10-04 Abb Research Ltd A method for epitaxially growing objects and a device for such a growth
RU2094547C1 (ru) 1996-01-22 1997-10-27 Юрий Александрович Водаков Сублимационный способ выращивания монокристаллов карбида кремния и источник карбида кремния для осуществления способа
JP3620554B2 (ja) 1996-03-25 2005-02-16 信越半導体株式会社 半導体ウェーハ製造方法
US5944890A (en) 1996-03-29 1999-08-31 Denso Corporation Method of producing single crystals and a seed crystal used in the method
JP3777662B2 (ja) 1996-07-30 2006-05-24 信越半導体株式会社 エピタキシャルウェーハの製造方法
US5895583A (en) 1996-11-20 1999-04-20 Northrop Grumman Corporation Method of preparing silicon carbide wafers for epitaxial growth
US5954881A (en) 1997-01-28 1999-09-21 Northrop Grumman Corporation Ceiling arrangement for an epitaxial growth reactor
US6261931B1 (en) 1997-06-20 2001-07-17 The Regents Of The University Of California High quality, semi-insulating gallium nitride and method and system for forming same
TW358764B (en) 1997-07-07 1999-05-21 Super Silicon Crystal Res Inst A method of double-side lapping a wafer and an apparatus therefor
US6336971B1 (en) 1997-09-12 2002-01-08 Showa Denko Kabushiki Kaisha Method and apparatus for producing silicon carbide single crystal
JPH11121311A (ja) 1997-10-13 1999-04-30 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 炭化ケイ素材およびその製造方法並びに炭化ケイ素ウエハ
JPH11135464A (ja) 1997-10-30 1999-05-21 Komatsu Electron Metals Co Ltd 半導体ウェハの製造方法
US5888887A (en) 1997-12-15 1999-03-30 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. Trenchless buried contact process technology
US6214108B1 (en) 1998-05-19 2001-04-10 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Method of manufacturing silicon carbide single crystal and silicon carbide single crystal manufactured by the same
DE19823904A1 (de) 1998-05-28 1999-12-02 Wacker Siltronic Halbleitermat Hochebene Halbleiterscheibe aus Silicium und Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben
JP3664593B2 (ja) 1998-11-06 2005-06-29 信越半導体株式会社 半導体ウエーハおよびその製造方法
JP3329288B2 (ja) 1998-11-26 2002-09-30 信越半導体株式会社 半導体ウエーハおよびその製造方法
DE19905737C2 (de) 1999-02-11 2000-12-14 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit verbesserter Ebenheit
US6306211B1 (en) 1999-03-23 2001-10-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for growing semiconductor film and method for fabricating semiconductor device
US6406539B1 (en) 1999-04-28 2002-06-18 Showa Denko K.K, Process for producing silicon carbide single crystal and production apparatus therefor
JP4185215B2 (ja) 1999-05-07 2008-11-26 弘之 松波 ＳｉＣウエハ、ＳｉＣ半導体デバイス、および、ＳｉＣウエハの製造方法
US6579359B1 (en) 1999-06-02 2003-06-17 Technologies And Devices International, Inc. Method of crystal growth and resulted structures
US6329088B1 (en) 1999-06-24 2001-12-11 Advanced Technology Materials, Inc. Silicon carbide epitaxial layers grown on substrates offcut towards <1{overscore (1)}00>
DE50006005D1 (de) 1999-07-07 2004-05-13 Siemens Ag Keimkristallhalter mit seitlicher einfassung eines sic-keimkristalls
WO2001006564A1 (en) 1999-07-15 2001-01-25 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for producing bonded wafer and bonded wafer
DE19938340C1 (de) 1999-08-13 2001-02-15 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Herstellung einer epitaxierten Halbleiterscheibe
US6660084B1 (en) 1999-09-06 2003-12-09 Sixon, Inc. Sic single crystal and method for growing the same
DE60033829T2 (de) 1999-09-07 2007-10-11 Sixon Inc. SiC-HALBLEITERSCHEIBE, SiC-HALBLEITERBAUELEMENT SOWIE HERSTELLUNGSVERFAHREN FÜR EINE SiC-HALBLEITERSCHEIBE
JP2001291690A (ja) 2000-01-31 2001-10-19 Shin Etsu Handotai Co Ltd 研磨装置及び方法
DE60133231T2 (de) 2000-01-31 2008-07-03 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Polierverfahren
US6596080B2 (en) 2000-04-07 2003-07-22 Hoya Corporation Silicon carbide and method for producing the same
JP3650727B2 (ja) 2000-08-10 2005-05-25 Ｈｏｙａ株式会社 炭化珪素製造方法
DE10043599A1 (de) 2000-09-01 2002-03-14 Aixtron Ag Vorrichtung zum Abscheiden insbesondere kristalliner Schichten auf einem oder mehreren insbesondere ebenfalls kristalliner Substraten
US6956238B2 (en) 2000-10-03 2005-10-18 Cree, Inc. Silicon carbide power metal-oxide semiconductor field effect transistors having a shorting channel and methods of fabricating silicon carbide metal-oxide semiconductor field effect transistors having a shorting channel
JP2002134375A (ja) 2000-10-25 2002-05-10 Canon Inc 半導体基体とその作製方法、および貼り合わせ基体の表面形状測定方法
JP4275308B2 (ja) * 2000-12-28 2009-06-10 株式会社デンソー 炭化珪素単結晶の製造方法およびその製造装置
JP4903946B2 (ja) 2000-12-28 2012-03-28 株式会社ブリヂストン 炭化ケイ素単結晶の製造方法及び製造装置
JP2002220299A (ja) 2001-01-19 2002-08-09 Hoya Corp 単結晶ＳｉＣ及びその製造方法、ＳｉＣ半導体装置並びにＳｉＣ複合材料
JP3811624B2 (ja) 2001-04-27 2006-08-23 松下電器産業株式会社 半導体装置
EP1403404A4 (en) 2001-06-04 2007-08-01 New Ind Res Organization SINGLE CRYSTAL SILICON CARBIDE AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME
JP2003068654A (ja) 2001-08-27 2003-03-07 Hoya Corp 化合物単結晶の製造方法
JP4463448B2 (ja) 2001-09-07 2010-05-19 パナソニック株式会社 ＳｉＣ基板及びＳｉＣ半導体素子の製造方法
JP3845563B2 (ja) 2001-09-10 2006-11-15 株式会社東芝 炭化珪素膜のｃｖｄ方法、ｃｖｄ装置及びｃｖｄ装置用サセプター
DE10247017B4 (de) 2001-10-12 2009-06-10 Denso Corp., Kariya-shi SiC-Einkristall, Verfahren zur Herstellung eines SiC-Einkristalls, SiC-Wafer mit einem Epitaxiefilm und Verfahren zur Herstellung eines SiC-Wafers, der einen Epitaxiefilm aufweist
EP1306890A2 (en) 2001-10-25 2003-05-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor substrate and device comprising SiC and method for fabricating the same
US6849874B2 (en) 2001-10-26 2005-02-01 Cree, Inc. Minimizing degradation of SiC bipolar semiconductor devices
DE10159833C1 (de) 2001-12-06 2003-06-18 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Halbleiterscheiben
US6562127B1 (en) 2002-01-16 2003-05-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of making mosaic array of thin semiconductor material of large substrates
JP3881562B2 (ja) 2002-02-22 2007-02-14 三井造船株式会社 ＳｉＣモニタウェハ製造方法
EP1491662B1 (en) 2002-03-19 2012-02-22 Central Research Institute of Electric Power Industry METHOD FOR PREPARING SiC CRYSTAL
US7601441B2 (en) 2002-06-24 2009-10-13 Cree, Inc. One hundred millimeter high purity semi-insulating single crystal silicon carbide wafer
US7316747B2 (en) 2002-06-24 2008-01-08 Cree, Inc. Seeded single crystal silicon carbide growth and resulting crystals
FR2843061B1 (fr) 2002-08-02 2004-09-24 Soitec Silicon On Insulator Procede de polissage de tranche de materiau
JP2004099340A (ja) 2002-09-05 2004-04-02 Nippon Steel Corp 炭化珪素単結晶育成用種結晶と炭化珪素単結晶インゴット及びその製造方法
US20040134418A1 (en) 2002-11-08 2004-07-15 Taisuke Hirooka SiC substrate and method of manufacturing the same
JP4593099B2 (ja) 2003-03-10 2010-12-08 学校法人関西学院 単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長法及びそれに用いられる熱処理装置
US20060249073A1 (en) 2003-03-10 2006-11-09 The New Industry Research Organization Method of heat treatment and heat treatment apparatus
EP1617464A4 (en) 2003-03-19 2011-04-27 Japan Science & Tech Agency PROCESS FOR GROWING SEMICONDUCTOR CRYSTAL
JP2004299018A (ja) 2003-03-31 2004-10-28 Japan Science & Technology Agency ＳｉＣ単結晶基板等の研磨による超平滑結晶面形成方法
US6818061B2 (en) 2003-04-10 2004-11-16 Honeywell International, Inc. Method for growing single crystal GaN on silicon
US7064073B1 (en) 2003-05-09 2006-06-20 Newport Fab, Llc Technique for reducing contaminants in fabrication of semiconductor wafers
JP4480349B2 (ja) 2003-05-30 2010-06-16 株式会社ブリヂストン 炭化ケイ素単結晶の製造方法及び製造装置
JP2005051299A (ja) 2003-07-29 2005-02-24 Toshiba Corp パケット送信装置、パケット受信装置、パケット送信方法及びパケット受信方法
JP3761546B2 (ja) 2003-08-19 2006-03-29 株式会社Ｎｅｏｍａｘ ＳｉＣ単結晶基板の製造方法
US20050059247A1 (en) 2003-09-16 2005-03-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for manufacturing SiC substrate
US7018554B2 (en) 2003-09-22 2006-03-28 Cree, Inc. Method to reduce stacking fault nucleation sites and reduce forward voltage drift in bipolar devices
US7230274B2 (en) 2004-03-01 2007-06-12 Cree, Inc Reduction of carrot defects in silicon carbide epitaxy
DE112005000637T5 (de) * 2004-03-24 2008-06-26 Meijo University Educational Foundation, Nagoya Leuchtstoff und Leuchtdiode
EP1739726A4 (en) 2004-03-26 2009-08-26 Kansai Electric Power Co BIPOLAR SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME
WO2005099388A2 (en) 2004-04-08 2005-10-27 Ii-Vi Incorporated Chemical-mechanical polishing of sic surfaces using hydrogen peroixde or ozonated water solutions in combination with colloidal abrasive
JP4694144B2 (ja) 2004-05-14 2011-06-08 住友電気工業株式会社 ＳｉＣ単結晶の成長方法およびそれにより成長したＳｉＣ単結晶
EP1752567B1 (en) 2004-05-27 2011-09-14 Bridgestone Corporation Process for producing wafer of silicon carbide single-crystal
JP2006032655A (ja) 2004-07-16 2006-02-02 Kyoto Univ 炭化珪素基板の製造方法
EP1619276B1 (en) 2004-07-19 2017-01-11 Norstel AB Homoepitaxial growth of SiC on low off-axis SiC wafers
EP1790757B1 (en) 2004-07-22 2013-08-14 Toyo Tanso Co., Ltd. Susceptor
JP2007182330A (ja) 2004-08-24 2007-07-19 Bridgestone Corp 炭化ケイ素単結晶ウェハ及びその製造方法
JP4442366B2 (ja) 2004-08-27 2010-03-31 住友電気工業株式会社 エピタキシャルＳｉＣ膜とその製造方法およびＳｉＣ半導体デバイス
JP4923452B2 (ja) 2004-08-27 2012-04-25 株式会社デンソー ＳｉＣ単結晶の製造方法
US7393790B2 (en) 2004-09-10 2008-07-01 Cree, Inc. Method of manufacturing carrier wafer and resulting carrier wafer structures
US7294324B2 (en) 2004-09-21 2007-11-13 Cree, Inc. Low basal plane dislocation bulk grown SiC wafers
US7314520B2 (en) 2004-10-04 2008-01-01 Cree, Inc. Low 1c screw dislocation 3 inch silicon carbide wafer
US7314521B2 (en) 2004-10-04 2008-01-01 Cree, Inc. Low micropipe 100 mm silicon carbide wafer
JP5068423B2 (ja) 2004-10-13 2012-11-07 新日本製鐵株式会社 炭化珪素単結晶インゴット、炭化珪素単結晶ウェハ及びその製造方法
JP2006120897A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 炭化珪素素子及びその製造方法
US7300519B2 (en) 2004-11-17 2007-11-27 Cree, Inc. Reduction of subsurface damage in the production of bulk SiC crystals
JP4556634B2 (ja) 2004-11-18 2010-10-06 パナソニック株式会社 種結晶固定部及び種結晶固定方法
US20060108325A1 (en) 2004-11-19 2006-05-25 Everson William J Polishing process for producing damage free surfaces on semi-insulating silicon carbide wafers
US7563321B2 (en) 2004-12-08 2009-07-21 Cree, Inc. Process for producing high quality large size silicon carbide crystals
WO2006070480A1 (ja) 2004-12-27 2006-07-06 Nippon Steel Corporation 炭化珪素単結晶、炭化珪素単結晶ウェハ及びその製造方法
US7438760B2 (en) 2005-02-04 2008-10-21 Asm America, Inc. Methods of making substitutionally carbon-doped crystalline Si-containing materials by chemical vapor deposition
US7816550B2 (en) 2005-02-10 2010-10-19 Praxair Technology, Inc. Processes for the production of organometallic compounds
CN101155640A (zh) 2005-02-14 2008-04-02 普莱克斯技术有限公司 有机铝前体化合物
EP1855312B1 (en) 2005-02-22 2014-04-09 Hitachi Metals, Ltd. PROCESS FOR PRODUCING SiC SINGLE-CRYSTAL SUBSTRATE
JP4613078B2 (ja) 2005-03-01 2011-01-12 学校法人 名城大学 半導体基板の製造方法
US7422634B2 (en) 2005-04-07 2008-09-09 Cree, Inc. Three inch silicon carbide wafer with low warp, bow, and TTV
US7608524B2 (en) 2005-04-19 2009-10-27 Ii-Vi Incorporated Method of and system for forming SiC crystals having spatially uniform doping impurities
US8221549B2 (en) 2005-04-22 2012-07-17 Bridgestone Corporation Silicon carbide single crystal wafer and producing method thereof
DE102005024073A1 (de) 2005-05-25 2006-11-30 Siltronic Ag Halbleiter-Schichtstruktur und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Schichtstruktur
JP2007002268A (ja) 2005-06-21 2007-01-11 Plasma Ion Assist Co Ltd 研磨用部材の表面処理方法及びその物品
US7391058B2 (en) 2005-06-27 2008-06-24 General Electric Company Semiconductor devices and methods of making same
JP4897948B2 (ja) 2005-09-02 2012-03-14 古河電気工業株式会社 半導体素子
JP5228268B2 (ja) 2005-09-16 2013-07-03 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及び液晶表示装置
US7404858B2 (en) 2005-09-16 2008-07-29 Mississippi State University Method for epitaxial growth of silicon carbide
DE102005045339B4 (de) 2005-09-22 2009-04-02 Siltronic Ag Epitaxierte Siliciumscheibe und Verfahren zur Herstellung von epitaxierten Siliciumscheiben
DE102005046707B3 (de) 2005-09-29 2007-05-03 Siced Electronics Development Gmbh & Co. Kg SiC-PN-Leistungsdiode
JP2007131504A (ja) 2005-11-14 2007-05-31 Shikusuon:Kk ＳｉＣエピタキシャルウエーハおよびそれを用いた半導体デバイス
KR100755011B1 (ko) 2005-12-14 2007-09-06 주식회사 실트론 연마용 정반, 이를 사용한 연마장치 및 연마방법
JP4818754B2 (ja) 2006-03-01 2011-11-16 新日本製鐵株式会社 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法
JP2008001537A (ja) 2006-06-20 2008-01-10 Toyota Motor Corp 炭化硅素単結晶の製造方法
JP2008001569A (ja) 2006-06-23 2008-01-10 Shin Etsu Chem Co Ltd 単結晶ＳｉＣ及びその製造方法並びに単結晶ＳｉＣの製造装置
JP4946202B2 (ja) 2006-06-26 2012-06-06 日立金属株式会社 炭化珪素半導体エピタキシャル基板の製造方法。
US8980445B2 (en) * 2006-07-06 2015-03-17 Cree, Inc. One hundred millimeter SiC crystal grown on off-axis seed
DE102006032455A1 (de) 2006-07-13 2008-04-10 Siltronic Ag Verfahren zum gleichzeitigen beidseitigen Schleifen mehrerer Halbleiterscheiben sowie Halbleierscheibe mit hervorragender Ebenheit
EP2044244B1 (en) 2006-07-19 2013-05-08 Dow Corning Corporation Method of manufacturing substrates having improved carrier lifetimes
JP4946264B2 (ja) 2006-08-23 2012-06-06 日立金属株式会社 炭化珪素半導体エピタキシャル基板の製造方法
JP2008053178A (ja) 2006-08-28 2008-03-06 Matsushita Electric Works Ltd 無電極放電灯装置及び照明器具
EP1901345A1 (en) 2006-08-30 2008-03-19 Siltronic AG Multilayered semiconductor wafer and process for manufacturing the same
US8410488B2 (en) 2006-09-14 2013-04-02 Cree, Inc. Micropipe-free silicon carbide and related method of manufacture
JP4937685B2 (ja) 2006-09-21 2012-05-23 新日本製鐵株式会社 エピタキシャル炭化珪素単結晶基板及びその製造方法
JP4954654B2 (ja) 2006-09-21 2012-06-20 新日本製鐵株式会社 エピタキシャル炭化珪素単結晶基板及びその製造方法
WO2008039914A2 (en) 2006-09-27 2008-04-03 Ii-Vi Incorporated Sic single crystals with reduced dislocation density grown by step-wise periodic perturbation technique
JP4844330B2 (ja) 2006-10-03 2011-12-28 富士電機株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置
US8075647B2 (en) 2006-10-20 2011-12-13 Mitsubishi Electric Corporation Slurry for slicing silicon ingot and method for slicing silicon ingot using the same
JP4842094B2 (ja) 2006-11-02 2011-12-21 新日本製鐵株式会社 エピタキシャル炭化珪素単結晶基板の製造方法
US7449065B1 (en) 2006-12-02 2008-11-11 Ohio Aerospace Institute Method for the growth of large low-defect single crystals
JP5509520B2 (ja) 2006-12-21 2014-06-04 富士電機株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法
KR100845946B1 (ko) 2007-01-10 2008-07-11 동의대학교 산학협력단 ＳｉＣ 단결정 성장방법
EP2107598B1 (en) 2007-01-31 2016-09-07 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Chamfering apparatus for silicon wafer and method for producing silicon wafer
US7399217B1 (en) 2007-02-05 2008-07-15 P.R. Hoffman Machine Products Lapping machine
JP5242068B2 (ja) 2007-03-23 2013-07-24 古河電気工業株式会社 ＧａＮ系半導体デバイスおよびその製造方法
JP4964672B2 (ja) * 2007-05-23 2012-07-04 新日本製鐵株式会社 低抵抗率炭化珪素単結晶基板
JP2008311541A (ja) 2007-06-18 2008-12-25 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 炭化珪素半導体基板の製造方法
US8449671B2 (en) 2007-06-27 2013-05-28 Ii-Vi Incorporated Fabrication of SiC substrates with low warp and bow
WO2009013914A1 (ja) 2007-07-26 2009-01-29 Ecotron Co., Ltd. ＳｉＣエピタキシャル基板およびその製造方法
US8409351B2 (en) 2007-08-08 2013-04-02 Sic Systems, Inc. Production of bulk silicon carbide with hot-filament chemical vapor deposition
JP5273741B2 (ja) 2007-09-12 2013-08-28 昭和電工株式会社 エピタキシャルＳｉＣ単結晶基板及びエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板の製造方法
JP5301802B2 (ja) 2007-09-25 2013-09-25 Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 半導体ウェハの製造方法
JP2009088223A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Hitachi Cable Ltd 炭化珪素半導体基板およびそれを用いた炭化珪素半導体装置
US8652255B2 (en) 2007-10-12 2014-02-18 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Method of producing epitaxial layers with low basal plane dislocation concentrations
JP4732423B2 (ja) 2007-11-13 2011-07-27 株式会社デンソー 炭化珪素半導体装置の製造方法
JP2009130266A (ja) 2007-11-27 2009-06-11 Toshiba Corp 半導体基板および半導体装置、半導体装置の製造方法
JP5504597B2 (ja) 2007-12-11 2014-05-28 住友電気工業株式会社 炭化ケイ素半導体装置およびその製造方法
CN101896646A (zh) 2007-12-12 2010-11-24 陶氏康宁公司 通过升华/凝结方法生产大的均匀碳化硅晶锭的方法
JP2009149481A (ja) 2007-12-21 2009-07-09 Siltronic Ag 半導体基板の製造方法
DE102008006745B3 (de) 2008-01-30 2009-10-08 Siltronic Ag Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterstruktur
JP2009182126A (ja) 2008-01-30 2009-08-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 化合物半導体基板の加工方法および化合物半導体基板
US8221546B2 (en) 2008-03-26 2012-07-17 Ss Sc Ip, Llc Epitaxial growth on low degree off-axis SiC substrates and semiconductor devices made thereby
JP2009256146A (ja) 2008-04-18 2009-11-05 U-Vix Corp 光学ガラスの薄板加工方法
JP2009272380A (ja) 2008-05-01 2009-11-19 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物結晶およびその表面処理方法、ｉｉｉ族窒化物積層体およびその製造方法、ならびにｉｉｉ族窒化物半導体デバイスおよびその製造方法
JP5458509B2 (ja) 2008-06-04 2014-04-02 日立金属株式会社 炭化珪素半導体基板
JP5233479B2 (ja) 2008-07-30 2013-07-10 東レ株式会社 研磨パッド
JP2010045279A (ja) 2008-08-18 2010-02-25 Nippon Steel Corp 半導体基板の両面研磨方法
JP2010089983A (ja) 2008-10-07 2010-04-22 Ecotron:Kk ＳｉＣ単結晶の形成方法
CN101724344A (zh) 2008-10-14 2010-06-09 周海 碳化硅基片的抛光液
DE102009038942B4 (de) 2008-10-22 2022-06-23 Peter Wolters Gmbh Vorrichtung zur beidseitigen Bearbeitung von flachen Werkstücken sowie Verfahren zur gleichzeitigen beidseitigen Material abtragenden Bearbeitung mehrerer Halbleiterscheiben
JP2010109151A (ja) 2008-10-30 2010-05-13 Takashi Yunogami 使用済み半導体ウエハの再生方法
US8235364B2 (en) 2008-11-11 2012-08-07 Praxair Technology, Inc. Reagent dispensing apparatuses and delivery methods
US8536582B2 (en) 2008-12-01 2013-09-17 Cree, Inc. Stable power devices on low-angle off-cut silicon carbide crystals
US20110278596A1 (en) 2009-01-30 2011-11-17 Takashi Aigo Epitaxial silicon carbide monocrystalline substrate and method of production of same
JP5516424B2 (ja) 2009-02-04 2014-06-11 日立金属株式会社 エピタキシャル成長用炭化珪素単結晶基板の製造方法
US20100216373A1 (en) 2009-02-25 2010-08-26 Araca, Inc. Method for cmp uniformity control
JP4547031B2 (ja) 2009-03-06 2010-09-22 新日本製鐵株式会社 炭化珪素単結晶製造用坩堝、並びに炭化珪素単結晶の製造装置及び製造方法
JP5244007B2 (ja) 2009-03-26 2013-07-24 国立大学法人名古屋大学 ３Ｃ−ＳｉＣ単結晶の製造方法
EP2411569B1 (en) 2009-03-26 2021-09-22 II-VI Incorporated Sic single crystal sublimation growth method and apparatus
JP5406279B2 (ja) 2009-03-26 2014-02-05 キヤノンアネルバ株式会社 基板処理方法および結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法
DE102009016132B4 (de) 2009-04-03 2012-12-27 Sicrystal Ag Verfahren zur Herstellung eines langen Volumeneinkristalls aus SiC oder AlN und langer Volumeneinkristall aus SiC oder AlN
EP2762615A3 (en) 2009-04-15 2014-10-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Substrate, substrate with thin film, semiconductor device, and method of manufacturing semiconductor device
JP5453899B2 (ja) 2009-04-24 2014-03-26 新日鐵住金株式会社 炭化珪素単結晶基板の製造方法、及び炭化珪素単結晶基板
JP5501654B2 (ja) 2009-04-24 2014-05-28 新日鐵住金株式会社 炭化珪素単結晶基板、及びその製造方法
EP2432022A1 (en) 2009-05-11 2012-03-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Insulating gate type bipolar transistor
JP5564311B2 (ja) 2009-05-19 2014-07-30 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置及び基板の製造方法
US8044408B2 (en) 2009-05-20 2011-10-25 Nippon Steel Corporation SiC single-crystal substrate and method of producing SiC single-crystal substrate
WO2011024931A1 (ja) 2009-08-27 2011-03-03 住友金属工業株式会社 ＳｉＣ単結晶ウエハーとその製造方法
JP2011077502A (ja) 2009-09-04 2011-04-14 Hitachi Kokusai Electric Inc 熱処理装置
CN102549715A (zh) 2009-09-24 2012-07-04 住友电气工业株式会社 碳化硅晶锭、碳化硅衬底及其制造方法、坩锅以及半导体衬底
EP2484815B1 (en) 2009-09-29 2014-12-24 Fuji Electric Co., Ltd. METHOD FOR PRODUCING SiC SINGLE CRYSTAL
JP5446681B2 (ja) 2009-09-30 2014-03-19 富士電機株式会社 ＳｉＣ単結晶製造方法
CN102449732A (zh) 2009-10-13 2012-05-09 住友电气工业株式会社 制造碳化硅衬底的方法和碳化硅衬底
JP5345499B2 (ja) 2009-10-15 2013-11-20 Ｈｏｙａ株式会社 化合物単結晶およびその製造方法
MX2012006043A (es) 2009-11-24 2012-11-16 Univ Columbia Sistemas y metodos para la solidificacion lateral secuencial de impulso no periodico.
JP4827963B2 (ja) 2009-12-11 2011-11-30 国立大学法人九州大学 炭化珪素の研磨液及びその研磨方法
JP4887418B2 (ja) 2009-12-14 2012-02-29 昭和電工株式会社 ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法
CN102107391B (zh) 2009-12-24 2014-01-15 北京天科合达蓝光半导体有限公司 一种SiC单晶晶片的加工方法
US8165706B2 (en) 2009-12-29 2012-04-24 Memc Electronic Materials, Inc. Methods for generating representations of flatness defects on wafers
JP5430677B2 (ja) 2010-01-08 2014-03-05 三菱電機株式会社 エピタキシャルウエハ及び半導体素子
JPWO2011096109A1 (ja) 2010-02-05 2013-06-10 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板の製造方法
JP5304713B2 (ja) 2010-04-07 2013-10-02 新日鐵住金株式会社 炭化珪素単結晶基板、炭化珪素エピタキシャルウェハ、及び薄膜エピタキシャルウェハ
JP4850960B2 (ja) 2010-04-07 2012-01-11 新日本製鐵株式会社 エピタキシャル炭化珪素単結晶基板の製造方法
US8377806B2 (en) 2010-04-28 2013-02-19 Cree, Inc. Method for controlled growth of silicon carbide and structures produced by same
WO2011142074A1 (ja) 2010-05-10 2011-11-17 三菱電機株式会社 炭化珪素エピタキシャルウエハ及びその製造方法、エピタキシャル成長用炭化珪素バルク基板及びその製造方法並びに熱処理装置
JP4880052B2 (ja) 2010-05-11 2012-02-22 新日本製鐵株式会社 エピタキシャル炭化珪素単結晶基板及びその製造方法
JP2011243619A (ja) 2010-05-14 2011-12-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素基板の製造方法、半導体装置の製造方法、炭化珪素基板および半導体装置
JP2011243770A (ja) 2010-05-19 2011-12-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素基板、半導体装置、炭化珪素基板の製造方法
JP5236687B2 (ja) 2010-05-26 2013-07-17 兵庫県 表面処理方法及び表面処理装置
US8445386B2 (en) 2010-05-27 2013-05-21 Cree, Inc. Smoothing method for semiconductor material and wafers produced by same
DE102010029755B4 (de) 2010-06-07 2023-09-21 Sicrystal Gmbh Herstellungsverfahren für einen SiC-Volumeneinkristall ohne Facette und einkristallines SiC-Substrat mit homogener Widerstandsverteilung
JP5529634B2 (ja) 2010-06-10 2014-06-25 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板の製造方法
JP2012004269A (ja) 2010-06-16 2012-01-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造装置
JP2012004494A (ja) 2010-06-21 2012-01-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素基板の製造方法および製造装置
JP2012028565A (ja) 2010-07-23 2012-02-09 Kansai Electric Power Co Inc:The バイポーラ半導体素子の製造方法およびバイポーラ半導体素子
JP5839315B2 (ja) 2010-07-30 2016-01-06 株式会社デンソー 炭化珪素単結晶およびその製造方法
JP5698043B2 (ja) 2010-08-04 2015-04-08 株式会社ニューフレアテクノロジー 半導体製造装置
JP5506938B2 (ja) 2010-08-24 2014-05-28 三菱電機株式会社 エピタキシャルウエハ及び半導体装置
JP5276068B2 (ja) 2010-08-26 2013-08-28 株式会社豊田中央研究所 ＳｉＣ単結晶の製造方法
US8927396B2 (en) 2010-11-17 2015-01-06 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Production process of epitaxial silicon carbide single crystal substrate
JP2012114210A (ja) 2010-11-24 2012-06-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造装置
CN102534805B (zh) 2010-12-14 2014-08-06 北京天科合达蓝光半导体有限公司 一种碳化硅晶体退火工艺
CN102569055B (zh) 2010-12-14 2014-05-21 北京天科合达蓝光半导体有限公司 一种碳化硅单晶晶片表面及平整度的调整方法
JP2012171800A (ja) * 2011-02-17 2012-09-10 Bridgestone Corp 炭化珪素単結晶の製造方法及び炭化珪素単結晶の製造装置
CN103370454B (zh) 2011-04-21 2015-09-09 新日铁住金株式会社 外延碳化硅单晶基板及其制造方法
JP5958949B2 (ja) 2011-05-26 2016-08-02 一般財団法人電力中央研究所 炭化珪素基板、炭化珪素ウェハ、炭化珪素ウェハの製造方法及び炭化珪素半導体素子
JP2013014469A (ja) 2011-07-04 2013-01-24 Panasonic Corp ＳｉＣエピタキシャル基板およびその製造方法
JP5897834B2 (ja) 2011-07-19 2016-03-30 昭和電工株式会社 ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法
DE112012003035B4 (de) 2011-07-20 2024-01-18 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Siliziumkarbidsubstrat und Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
US8872189B2 (en) 2011-08-05 2014-10-28 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Substrate, semiconductor device, and method of manufacturing the same
JP5316612B2 (ja) 2011-08-09 2013-10-16 日立金属株式会社 炭化珪素半導体エピタキシャル基板の製造方法
JP5696630B2 (ja) 2011-09-21 2015-04-08 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板およびその製造方法
US9393669B2 (en) 2011-10-21 2016-07-19 Strasbaugh Systems and methods of processing substrates
JP5076020B2 (ja) 2011-10-25 2012-11-21 昭和電工株式会社 ＳｉＣエピタキシャルウェハ
KR101971597B1 (ko) 2011-10-26 2019-04-24 엘지이노텍 주식회사 웨이퍼 및 박막 제조 방법
US8747982B2 (en) 2011-12-28 2014-06-10 Sicrystal Aktiengesellschaft Production method for an SiC volume monocrystal with a homogeneous lattice plane course and a monocrystalline SiC substrate with a homogeneous lattice plane course
JP2013252998A (ja) 2012-06-07 2013-12-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素結晶の製造方法
KR20140013247A (ko) 2012-07-23 2014-02-05 삼성전자주식회사 질화물계 반도체 소자 및 그의 제조 방법
US8889439B2 (en) 2012-08-24 2014-11-18 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Method and apparatus for packaging phosphor-coated LEDs
US8860040B2 (en) 2012-09-11 2014-10-14 Dow Corning Corporation High voltage power semiconductor devices on SiC
US9738991B2 (en) 2013-02-05 2017-08-22 Dow Corning Corporation Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a supporting shelf which permits thermal expansion
US9797064B2 (en) 2013-02-05 2017-10-24 Dow Corning Corporation Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a support shelf which permits thermal expansion

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6534026B2 (en) * 2000-02-15 2003-03-18 The Fox Group, Inc. Low defect density silicon carbide
CN102187019A (zh) * 2008-10-15 2011-09-14 新日本制铁株式会社 碳化硅单晶和碳化硅单晶晶片
JP2011020860A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Nippon Steel Corp 炭化珪素単結晶製造用坩堝及び炭化珪素単結晶の製造方法
CN102596804A (zh) * 2009-09-15 2012-07-18 Ii-Vi有限公司 SiC单晶的升华生长
EP2371997A1 (en) * 2010-04-01 2011-10-05 Instytut Technologii Materialów Elektronicznych Method for manufacturing crystals, in particular of silicon carbide, from gaseous phase

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Controllable 6H-SiC to 4H-SiC polytype transformation during PVT growth;E.Y. Tupitsyn等;《Journal of Crystal Growth》;20070102;第299卷;第70-76页 *
Growth and characterization of 4H-SiC epilayers on substrates with different off-cut angles;W. Chen等;《Journal of Applied Physics》;20051212;第98卷;第114907-114907页 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150116885A (ko) 2015-10-16
EP2954100B1 (en) 2019-05-15
US20140220298A1 (en) 2014-08-07
US10106912B2 (en) 2018-10-23
CN105008596A (zh) 2015-10-28
WO2014123636A1 (en) 2014-08-14
JP6444890B2 (ja) 2018-12-26
EP2954100A1 (en) 2015-12-16
US9738991B2 (en) 2017-08-22
KR102137671B1 (ko) 2020-07-24
JP2016508948A (ja) 2016-03-24
US20170137964A1 (en) 2017-05-18

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Applicant after: Dow organosilicon company

Address before: michigan

Applicant before: Dow Corning

GR01 Patent grant
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TR01 Transfer of patent right
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Effective date of registration: 20191226

Address after: Delaware, USA

Patentee after: DDP special electronic materials 9 Co., Ltd

Address before: michigan

Patentee before: Dow Silicone Company, USA

TR01 Transfer of patent right
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Effective date of registration: 20200602

Address after: Delaware, USA

Patentee after: Sk silicon Derong Co.,Ltd.

Address before: Delaware, USA

Patentee before: DDP special electronic materials 9 Co.,Ltd.