CN112746324B - 碳化硅晶片以及碳化硅晶片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及碳化硅晶片以及碳化硅晶片的制备方法。晶片是具有基于(0001)面呈从0度到15度中选择的角度的偏角的晶片，测量点是将所述晶片的表面以10mm以下的一定间隔划分的多个地点，目标区域是共享所述晶片的中心并且半径为所述晶片半径的70％圆的内部区域，所述测量点位于所述目标区域，所述测量点的摇摆曲线具有峰和半峰宽，ω角的平均值是目标区域中测量点的峰具有的ω角的平均值，所述半峰宽是基于所述ω角的平均值的值，所述目标区域包括95％以上的测量点，其半峰宽为‑1.5到1.5度。可以精确地控制晶体生长的温度梯度，并且可以提供具有优异特性的单晶碳化硅晶片。

Description

碳化硅晶片以及碳化硅晶片的制备方法
技术领域
本发明涉及一种碳化硅晶片以及碳化硅晶片的制备方法等。
背景技术
碳化硅(SiC)、硅(Si)、氮化镓(GaN)、蓝宝石(Al2O3)、砷化镓(GaAs)和氮化铝(AlN)等单晶(single crystal)具有其多晶(polycrystal)不能期待的特性，因而在工业领域的需求不断增加。
单晶碳化硅(single crystal SiC)具有大的能带隙(energy band gap)，且其最大击穿电压(break field voltage)和导热率(thermal conductivity)优于硅(Si)的最大击穿电压和导热率。另外，单晶碳化硅的载流子迁移率可与硅相比，且电子的饱和漂移率和击穿电压也很大。由于这些特性，期待单晶碳化硅用于需要高效率化、高耐压化和大容量化的半导体器件。
通过液相外延(Liquid Phase Epitaxy；LPE)、种子升华、化学气相沉积(ChemicalVapor Deposition；CVD)等生长碳化硅。其中，种子升华由于具有高生长率并且可以制备晶锭形态的碳化硅，因此最广泛使用，种子升华也称为物理气相传输(Physical VaporTransport；PVT)。
作为单晶的制备方法，例如，日本公开专利公报第2001-114599号公开了在能够引入氩气的真空容器(加热炉)中，通过加热器加热并保持籽晶的温度比原料粉末的温度低10℃至100℃，从而在籽晶上生长单晶锭。除此之外，有制备基本上没有缺陷的大直径单晶锭的尝试。
相关的现有技术包括韩国授权专利第10-1760030、韩国公开专利第10-2016-0055102以及日本公开专利公报第2001-114599等。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种由具有优异品质的碳化硅晶锭得到的结晶度优异的碳化硅晶片、碳化硅晶片的制备方法等。
为了达到上述目的，根据本发明的一个实施例的碳化硅晶片是具有基于(0001)面呈从0度到15度中选择的角度的偏角的晶片，测量点是将所述晶片的表面以10mm以下的一定间隔划分的多个点，目标区域是共享所述晶片的中心并且半径为所述晶片半径的70％的圆的内部区域，所述测量点位于所述目标区域，所述测量点的摇摆曲线具有峰和半峰宽，ω角的平均值是所述目标区域中测量点的峰具有的ω角的平均值，所述半峰宽是基于所述ω角的平均值的值，所述目标区域包括95％以上的所述半峰宽为-1.5到1.5度的测量点。
所述目标区域包括96％以上的所述半峰宽为-1.0到1.0度的测量点。
所述目标区域包括97％以上的所述半峰宽为-0.5到0.5度的测量点。
所述目标区域包括98％以上的所述半峰宽为-0.05到0.05度的测量点。
所述目标区域包括5％以下的所述半峰宽小于-1.5度或大于1.5度的测量点。
每1cm2所述目标区域可以包含一个以上的测量点。
所述目标区域可以是与圆的内部相对应的区域，该圆的半径为所述晶片半径的80％。
为了达到上述目的，根据本发明的另一个实施例的碳化硅晶片是具有基于(0001)面呈从0度到15度中选择的角度的偏角的晶片，测量点是将所述晶片的表面划分为10mm以下的一定间隔的多个地点，目标区域是共享所述晶片的中心并且半径为所述晶片半径的70％的圆的内部区域，所述测量点位于所述目标区域，所述测量点的摇摆曲线具有峰和半峰宽，测量点的ω角是在所述测量点的峰的ω角，第一测量点是在所述测量点的峰中具有最大ω角的点，第二测量点是在所述测量点的峰中具有最小ω角的点，在所述目标区域中，所述第一测量点的ω角与所述第二测量点的ω角之差在0.5度以内。
为了达到上述目的，根据本发明的另一个实施例的晶片的制备方法包括：切片步骤，通过将碳化硅晶锭切片，使得偏角具有基于(0001)面呈从0到15度中选择的任意一个角度，从而制备切片的晶体，以及，
抛光步骤，抛光所述切片的晶体以形成碳化硅晶片。
测量点是将所述晶片的表面划分成10mm以下的一定间隔的多个点，目标区域是共享所述晶片的中心并且半径为所述晶片半径的70％的圆的内部区域，所述测量点位于所述目标区域，所述测量点的摇摆曲线具有峰和半峰宽，ω角的平均值是目标区域中测量点的峰具有的ω角的平均值，所述半峰宽是基于所述ω角的平均值的值，测量点的ω角是在所述测量点的峰的ω角，第一测量点是在所述测量点的峰中具有最大ω角的点，第二测量点是在所述测量点的峰中具有最小ω角的点。
所述目标区域包括95％以上的所述半峰宽为-1.5到1.5度的测量点，或在目标区域中，所述第一测量点的ω角与所述第二测量点的ω角之差可以在0.5度以内。
所述碳化硅晶锭可以为通过如下碳化硅晶锭的制备方法制备的碳化硅晶锭，碳化硅晶锭的制备方法包括：
准备步骤，将原料放入坩埚本体中，并且将具有碳化硅种子的坩埚盖布置在所述坩埚本体上，然后通过用密度为0.14至0.28g/cc的绝热材料包裹所述坩埚本体来制备反应容器，以及，
生长步骤，将所述反应容器布置在反应腔室中，通过将所述反应容器的内部调整为晶体生长气氛，以使所述原料被蒸气传输而沉积在所述碳化硅种子，从而制备从所述碳化硅种子生长的碳化硅晶锭。
所述绝热材料可以包括抗压强度为0.2MPa以上的碳基毡。
为了达到上述目的，根据本发明的另一个实施例的碳化硅晶片是具有基于(0001)面呈从0度到15度中选择的角度的偏角的晶片，测量点是将所述晶片的表面划分为10mm以下的一定间隔的多个点，目标区域是共享所述晶片的中心并且半径为所述晶片半径的70％的圆的内部区域，所述测量点位于所述目标区域，所述测量点的摇摆曲线具有峰和半峰宽，ω角的平均值是所述目标区域中测量点的峰具有的ω角的平均值，所述半峰宽是基于所述ω角的平均值的值，所述目标区域包括95％以上的以所述目标区域中测量点的峰具有的ω角的平均值为基准所述半峰宽为-1.5到1.5度的测量点，在所述测量点测量的摇摆曲线中峰具有的ω角的最小值与最大值之差为0.5度以下。
本发明的实施例的碳化硅晶片、碳化硅晶片的制备方法等可以精确地控制晶体生长的温度梯度，并且可以提供具有优异特性的单晶碳化硅晶片。
附图说明
图1是根据本发明的实施例1的摇摆曲线图(Rocking Curve Graph)。
图2是根据本发明的实施例2的摇摆曲线图(Rocking Curve Graph)。
图3是说明根据本发明的晶片W中的目标区域T和测量点P的概念图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施例进行详细说明，以使本发明所属技术领域的普通技术人员轻松实施。然而，本发明可以以多种不同的形式实现，并不限定于在本说明书中所说明的实施例。
在本说明书中，除非另有说明，否则某一构成“包括”另一构成意味着还可以包括其他构成而不排除其他构成。
在本说明书中，当某一构成“连接”到另一构成时，这不仅包括“直接连接”的情形，还包括“将其他构成置于其中间而连接”的情形。
在本说明书中，B位于A上意味着B以直接接触的方式位于A上或在B和A之间设置有其他层的情况下B位于A上，而不能限定地解释为B与A的表面相接触。
在本说明书中，马库什形式的表达所包含的术语“它们的组合”表示选自由马库什形式的表达中所记载的多个结构要素组成的组中的一个以上的混合或组合，表示包括选自由所述多个结构要素组成的组中的一个以上。
在本说明书中，“A和/或B”的记载表示“A或B或者A和B”。
在本说明书中，除非有特别说明，否则“第一”、“第二”或“A”、“B”等术语用于相互区分相同的术语。
在本说明书中，除非在语句中明确表示不同的含义，否则单数的表述包括复数的表述。
图3是示出根据本发明的晶片W中的目标区域T和测量点P的概念图。以下，参照图3更加详细地说明本发明。
根据本发明的碳化硅晶片W是基于(0001)面的偏角为从0度到15度中选择的角度的晶片。
在碳化硅晶片W的表面上，有以10mm以下的一定间隔划分的多个测量点P。
碳化硅晶片W包含目标区域T，该目标区域是具有基于所述晶片的中心C半径R'为所述晶片半径R的70％的区域内部。即，目标区域T是共享所述晶片的中心C并且半径R'为所述晶片半径R的70％的圆的内部区域。
所述晶片的中心是指晶片的几何中心，当在上面观察到的晶片的形状基本上是圆形时，则意味着圆的中心。在椭圆的情况下，将长半径和短半径的平均值作为半径。
所述晶片具有从中心到外围方向的基本上恒定尺寸的半径R，目标区域也具有从中心到外围方向的基本上恒定尺寸的半径R'，并且目标区域的半径可以是晶片半径的70％。
在测量点P测量的摇摆曲线具有峰(peak)和半峰宽(full width at halfmaximum)。
ω角的平均值是所述目标区域中测量点的峰具有的ω角的平均值。
半峰宽是基于所述ω角的平均值的值。
目标区域可以包括95％以上的所述半峰宽为-1.5到1.5度的测量点。
即，测量点P的摇摆曲线具有半峰宽(full width at half maximum)，并且目标区域可以包括95％以上的基于所述ω角的平均值所述半峰宽为-1.5到1.5度测量点。
可以基于晶片的摇摆曲线中的峰角，通过半峰宽值的大小来评价碳化硅晶锭的质量。通常采用通过在晶片的大面积上测量5或9个点进行平均的方法。发明人确认了有必要管理整个晶片面积上的半峰宽，由此可以进行更优异的质量管理。
发明人在本发明中使用如下方法：1)将目标区域设定在晶片的一表面，并且划分成一定间隔来指定测量点。2)在每个测量点确认摇摆曲线的ω角，以确认ω角的平均值。所述ω角的确认是为了减小会在基板角度错误时发生的基准角变化(shift)的影响。并且基于所述ω角的平均值评价每个测量点的半峰宽值。3)基于总评价对象的测量点，求出每个测量点的半峰宽小于等于或大于一定角度的点的比率。
将所述晶片的表面通过彼此相交并且在10mm内具有一定间隔的多条虚拟线进行分割，将每条线接触的多个点作为测量点。为了彼此相邻的测量点具有较恒定的间隔，示出所述多条虚拟线正交(参照图3)，但是不限于此。
每1cm2所述目标区域可以包含一个以上所述测量点。
每1cm2所述目标区域可以包含1至20所述测量点。
所述目标区域包括96％以上的所述半峰宽为-1.0到1.0度的测量点。
所述目标区域包括97％以上的所述半峰宽为-0.5到0.5度的测量点。
所述目标区域包括98％以上的所述半峰宽为-0.05到0.05度的测量点。
所述目标区域包括5％以下的所述半峰宽小于-1.5度或大于1.5度的测量点。
如上所述，所述半峰宽基于目标区域中的测量点的峰具有的ω角的平均值。
摇摆曲线中半峰宽按照如下设置：应用于高分辨率x射线衍射系统(HR-XRDsystem)，将所述晶片[11-20]方向对准X射线路径，将X射线源光(X-ray source optic)和X射线探测器光(X-ray detector optic)角度设置为2θ(35至36度)之后，根据晶片的偏角调整ω(或θ、光学X射线探测器)角度来测量摇摆曲线(Rocking curve)，通过将作为基准角的峰值角和两个FWHM(full width at half maximum：半峰宽)值之间的差值设置为半峰宽来评价结晶度。
偏角为X度是指在通常允许的误差范围内具有评估为X度的偏角，例如，包括(X-0.05度)至(X+0.05度)范围的偏角。
半峰宽为“基于基准角的-1至+1度”是指所述半峰宽值处于基于基准角的(峰值角-1度)至(峰值角+1度)的范围内。基准角是在峰的ω角。然而，在本发明中，当描述目标区域中的半峰宽时，基准角是布置在目标区域中的测量点的峰的ω角的平均值。
所述碳化硅晶片从碳化硅晶锭获得。
所述碳化硅晶片可以是相对于所述碳化硅晶锭的(0001)面(SiC(004)面或(006)面)的偏角是在0至15度的范围内选择的角度的晶片中的任意一个。所述碳化硅晶片可以是相对于所述碳化硅晶锭的(0001)面(SiC(004)面或(006)面)的偏角是在0至8度的范围内选择的角度的晶片中的任意一个。
当偏角为0度时，ω角可以为17.8111度，当偏角为4度时，ω角可以为13.811度，当偏角为8度时，ω角可以为9.8111度。所述偏角为0度至8度的晶片的ω角可以在9.8111度至17.8111度的范围内。
碳化硅晶锭含有4H-SiC，并且可以具有凸面或平坦的表面。
碳化硅晶锭可以是缺陷或多晶型混入最小化的基本上单晶的4H-SiC晶锭。
碳化硅晶锭基本上由4H-SiC制成，并且可以具有凸面或平坦的表面。
当碳化硅晶锭的表面形成为凹形时，除了预期的4H-SiC晶体之外，可能还混入其他多晶型例如6H-SiC的情况。这可能会降低碳化硅晶锭和由此获得的碳化硅晶片的质量。另外，当碳化硅晶锭的表面形成为过度凸形时，在晶锭本身可能会产生裂纹，或在加工成晶片时，晶体可能会破裂。
基于翘曲程度来判断碳化硅晶锭是否是具有过度凸形状的晶锭，根据本发明制备的碳化硅晶锭可以具有15mm以下的翘曲。
翘曲评价如下：将生长完成的碳化硅晶锭样品放置在平板上，基于晶锭背面用高度计(Height Gauge)测量晶锭的中心和边缘的高度，并用中心高度减去边缘高度的值来评估翘曲。翘曲的数值为正值时表示凸面，0值表示平面，而负值表示凹面。
所述碳化硅晶锭具有凸面或平坦的表面，翘曲可以为0至15mm，可以为0至12mm，或可以为0至10mm。具有上述翘曲度的碳化硅晶锭更容易进行晶片加工并且可以减少裂纹的发生。
碳化硅晶锭减少了可能发生在碳化硅晶锭中的缺陷，从而可以提供更高质量的碳化硅晶片。
碳化硅晶锭可以由基本上单晶的4H-SiC制成。
晶锭可以具有4英寸以上、5英寸以上、或6英寸以上的直径。更具体地，所述晶锭可以具有4英寸至12英寸、4英寸至10英寸、6英寸至8英寸的直径。
根据晶锭的特性，可以采用适宜的碳化硅种子。
碳化硅晶锭可以在碳化硅种子的(0001)C面上生长。
目标区域可以是与圆的内部相对应的区域，该圆的半径为基于所述碳化硅晶片的中心所述碳化硅晶片半径的80％。
目标区域可以是与圆的内部相对应的区域，该圆的半径为基于所述碳化硅晶片的中心所述碳化硅晶片半径的90％。
测量点的ω角是所述测量点的峰具有的ω角。
第一测量点是在所述测量点的峰中具有最大ω角的点。第二测量点是在所述测量点的峰中具有最小ω角的点。
在所述目标区域中测量的测量点的摇摆曲线中峰具有的ω角的最小值与最大值之差可以为0.5度以下。即，在目标区域中第一测量点的ω角与第二测量点的ω角之差可以为0.5度以下。
在所述目标区域中测量的测量点的摇摆曲线中峰具有的ω角的最小值与最大值之差可以为0.35度以下。即，在目标区域中第一测量点的ω角与第二测量点的ω角之差可以为0.35度以下。
在所述目标区域中测量的测量点的摇摆曲线中峰具有的ω角的最小值与最大值之差可以为0.25度以下。即，在目标区域中第一测量点的ω角与第二测量点的ω角之差可以为0.25度以下。
在所述目标区域中测量的测量点的摇摆曲线中峰具有的ω角的最小值与最大值之差可以为0以上，或可以为0.000001度以上。
在所述目标区域中测量的所述测量点的摇摆曲线中各峰具有的ω角可以在13.7至14.2度的范围内。
在所述目标区域中测量的测量点的摇摆曲线中各峰具有的ω角可以在13.75至14.10度的范围内。
在所述目标区域中测量的测量点的摇摆曲线中各峰具有的ω角可以在13.8至14.05度的范围内。
具有这种特性的碳化硅晶片可以具有更优异的晶体特性。
根据本发明的碳化硅晶片的制备方法包括切片步骤和抛光步骤。
所述切片步骤是通过将碳化硅晶锭切片以具有一定的偏角来制备切片的晶体的步骤。
所述偏角基于4H-SiC中的(0001)面。具体而言，所述偏角可以是从0到15度中选择的任意角度，可以是从0到12度中选择的任意角度，或可以是从0到8度中选择的任意角度。
所述切片可以通过通常应用于制备碳化硅晶片的切片方法来进行。例如，可以使用金刚石丝或采用金刚石浆的丝进行切割，也可以使用部分采用金刚石的刀片或轮进行切割，但不限于此。
所述切片的晶体的厚度可以根据要制备的碳化硅晶片的厚度进行调整，并且可以根据在后述的抛光步骤中抛光后的厚度来切片到适宜的厚度。
所述抛光步骤是抛光经所述切片的晶体以形成厚度减小为从300至800μm中选择的任意厚度的晶片的步骤。
在所述抛光步骤中，可以采用通常用于碳化硅晶片制备的抛光方法，例如，在进行诸如搭接(Lapping)和/或研磨(Grinding)等工序之后，可以进行抛光(polishing)等。
所述碳化硅晶片是具有基于(0001)面呈从0度到15度中选择的角度的偏角的晶片，包括共享所述晶片的中心并且半径为所述晶片的半径的70％或70％以上的目标区域。另外，包括测量点，该测量点是将所述碳化硅晶片的表面划分为10mm以下的一定间隔的多个虚拟点。
在所述测量点测量的摇摆曲线具有峰和半峰宽。
所述半峰宽是基于所述ω角的平均值的值。
所述目标区域可以包括95％以上的所述半峰宽为-1.5到1.5度测量点。
测量点的ω角是在所述测量点的峰的ω角。
第一测量点是在所述测量点的峰中具有最大ω角的点，第二测量点是在所述测量点的峰中具有最小ω角的点。
在所述碳化硅晶片的所述目标区域中，所述第一测量点的ω角与所述第二测量点的ω角之差可以在0.5度以内。
对于所述半峰宽和峰具有的ω角等碳化硅晶锭或碳化硅晶片的具体描述与上述描述相同，因此省略其记载。
所述碳化硅晶锭可以通过碳化硅晶锭的制备方法制备。
所述碳化硅晶锭的制备方法包括准备步骤和生长步骤以制备碳化硅晶锭。
在所述准备步骤中，将原料放入坩埚本体中，并且将具有碳化硅种子的坩埚盖布置在所述坩埚本体上，然后通过用密度为0.14至0.28g/cc的绝热材料包裹所述坩埚本体来制备反应容器。
只要是适合于晶锭的生长反应的容器就可以应用于所述反应容器，具体地，可以应用石墨坩埚。
例如，所述反应容器可以包括具有其内部容纳原料物质的内部空间和开口的坩埚本体、以及覆盖所述坩埚本体的开口的坩埚盖。
所述坩埚盖还可以包括与所述坩埚盖一体或分开的种子支架，并且碳化硅种子位于所述种子支架上。
另外，所述反应容器可以被绝热材料包围而固定，在例如石英管的反应腔室中设置围绕所述反应容器的绝热材料后，所述反应容器内的温度可以通过围绕所述反应腔室的加热单元来控制。
碳化硅晶锭的生长可以根据所述坩埚本体以及所述坩埚盖等的大小、类型及装入的原料可以变化，并且在生长气氛中，晶锭的质量也可能根据所述坩埚本体内部的温度梯度等而变化，晶锭的质量也可以根据所述反应容器的绝热程度而变化，并且绝热材料的使用起到重要作用。这是因为根据绝热材料的使用，在生长气氛中，所述坩埚本体内部或所述反应容器内部的温度梯度可能会变化。
所述绝热材料的密度可为0.14g/cc至0.28g/cc。所述绝热材料的密度可为0.14g/cc至0.24g/cc。所述绝热材料的密度可为0.14g/cc至0.19g/cc。
当所述绝热材料的密度小于0.14g/cc时，所生长的晶锭的形状可以为凹形，并且发生6H-SiC多晶型，从而可能会降低晶锭的质量。
当所述绝热材料的密度大于0.28g/cc时，所生长的晶锭的形状可以过度凸出，并且边缘的生长速率降低，从而可能会减少收率或增加晶锭的裂纹。
所述绝热材料可以在0.14g/cc至0.24g/cc密度范围内进一步提高晶锭的质量，并且可以在0.14g/cc至0.19g/cc密度范围内更好地控制晶锭生长过程中的晶体生长气氛，并且生长更高质量的晶锭。
所述绝热材料的气孔率可以为72％至95％。所述绝热材料的气孔率可以为75％至93％。所述绝热材料的气孔率可以为80％至91％。所述绝热材料的气孔率可以为80％至85％。当使用满足上述气孔率的绝热材料时，可以进一步减少晶锭裂纹的产生频率。
所述绝热材料的抗压强度可以为0.2MPa以上。所述绝热材料的抗压强度可以为0.48MPa以上。所述绝热材料的抗压强度可以为0.8MPa以上。另外，所述绝热材料的抗压强度可以为3MPa以下，可以为2.5MPa以下。当所述绝热材料具有这些抗压强度时，热/机械稳定性优异，并且降低了灰烬(ash)发生的可能性，从而可以生产质量更优异的SiC晶锭。
所述绝热材料可以包含碳基毡，具体地，可以包含石墨毡、人造丝石墨毡或沥青基石墨毡。
所述绝热材料的厚度可为20mm以上、或30mm以上。另外，所述绝热材料的厚度可为150mm以下、120mm以下、或80mm以下。以这些厚度范围采用所述绝缘材料时，可以防止绝热材料的不必要的浪费并获得足够的绝缘效果。
在所述生长步骤中，将所述反应容器布置在反应腔室中，通过将所述反应容器的内部调整为晶体生长气氛，以使所述原料被蒸气传输而沉积在所述碳化硅种子，从而制备从所述碳化硅种子生长的碳化硅晶锭。
所述晶体生长气氛可以通过所述反应腔室外部的加热单元来加热坩埚或坩埚的内部空间而进行，可以在所述加热的同时或分别降低压力以除去空气，并且可以在减压气氛和/或惰性气氛(例如，Ar气氛、N2气氛或其混合气氛)中引起碳化硅晶体的生长。
所述晶体生长气氛在高温气氛中诱导原料物质的升华和重结晶以生长晶锭。所述晶体生长气氛可以在2000至2500℃的生长温度和1至200托的生长压力条件下进行，当采用这样的温度和压力时，可以更有效地制备碳化硅晶锭。
具体地，所述晶体生长气氛可以在2100至2500℃的坩埚上下表面温度的生长温度和1至50托的生长压力条件下进行，更具体地，所述晶体生长气氛可以在2150至2450℃的坩埚上下表面温度的生长温度和1至40托的生长压力条件下进行。更具体地，所述晶体生长气氛可以在2150至2350℃的坩埚上下表面温度的生长温度和1至30托的生长压力条件下进行。
将上述晶体生长气氛应用于碳化硅晶锭的生长时，更有利于制备更高质量的碳化硅晶锭。
根据要生长的晶锭的特性，可以采用不同的所述碳化硅种子，例如，可以采用4H-SiC晶片、6H-SiC晶片、3C-SiC晶片、15R-SiC晶片等，但不限于此。
根据要生长的晶锭的大小，可以采用不同的所述碳化硅种子。
所述原料可以是具有碳源和硅源的粉末形式，并且可以采用为了所述粉末彼此连接而进行颈缩处理的原料或对表面进行碳化处理的碳化硅粉末等。
所述原料在晶体生长气氛中升华并移动至碳化硅种子，然后在所述种子中重结晶以形成碳化硅晶锭。
通过在所述碳化硅晶锭适用基于(0001)面呈从0度到15度中选择的角度的偏角来获得的碳化硅晶片具有上述特性。
所述碳化硅晶片的进一步具体描述与上述描述重复，因此省略其记载。
所述碳化硅晶锭、碳化硅晶片等在整个面积上具有优异的结晶度，从而利用度显著。
以下，通过具体的实施例更加具体地说明本发明。以下说明仅仅是有助于理解本发明的例示，本发明的范围不限于此。
实施例和比较例的样品的制备
将包含SiC颗粒的粉末装入石墨坩埚本体的内部。将碳化硅籽晶和籽晶支架放置在所述粉末的上部。此时，通过常规方式固定以使碳化硅籽晶(4H-SiC单晶体，6英寸)的(000-1)C面朝向坩埚底部，以下实施例和比较例也相同。
用坩埚盖覆盖装有所述籽晶和籽晶支架的坩埚本体，并被绝热材料包围，然后放入具有作为加热单元的加热线圈的反应腔室中。
此时，作为绝热材料，通过采用密度为0.17g/cc、气孔率为83％、抗压强度为0.36MPa的石墨毡来制备实施例的样品，通过采用密度为0.13g/cc、气孔率为85％、抗压强度为0.19MPa的石墨毡来制备比较例的样品。
将坩埚内部调节至真空状态后，缓缓注入氩气以使所述坩埚内部达到大气压，然后再次对所述坩埚内部缓缓减压。与此同时，将坩埚内部的温度升至2300℃。
在2300℃的温度和20托的压力条件下，从碳化硅籽晶生长SiC晶锭被100小时。
制备了基于相对于(0001)面的4度偏角的ω角为13.811度的晶片，然后进行了如下测量。
实施例和比较例的物性评价
采用高分辨率x射线衍射系统(HR-XRD system，Rigaku公司SmartLab HighResolution X-ray Diffraction System)，将所述实施例和比较例的晶片的[11-20]方向对准X射线路径，将X射线源光(X-ray source optic)和X射线探测器光(X-ray detectoroptic)角度设置为2θ(35至36度)之后，根据晶片的偏角调整ω(或θ，X射线探测器光)角度来进行测量。具体地，基于4度的偏角，ω角为13.811度。
X射线功率为9kW，X射线靶为Cu，测角仪分辨率为0.0001度。为了测量样品正面的摇摆曲线FWHM，分别在X轴、Y轴方向上以10mm的间隔进行了完全映射(full mapping)。即，在6英寸的晶片上测量了154个点(point)。其结果分别示于图1(实施例)和图2(比较例)。
实施例和比较例的物性评价的结果
图1是根据本发明的实施例1的摇摆曲线图。(Rocking Curve Graph)，图2是根据本发明的实施例2的摇摆曲线图。(Rocking Curve Graph)，图3是说明根据本发明的晶片W中的目标区域T和测量点P的概念图。
参照这些，以下将描述实施例1和实施例2的物性评价结果。
实施例1在具有基于SiC(004)面-4°偏角13.811°的晶片上测量。将从晶片的中心C到90％的半径的区域设置为目标区域(T)，并且将虚拟线(图3中的虚线)设置成具有横竖10mm的间隔，将其交点作为测量点(P)，并在总计154个测量点中进行了实施例1的摇摆曲线半峰宽的测量(参照图1中的结果)。
基于在目标区域内的测量点峰的ω角的平均值，在每个峰评价的半峰宽(RockingCurve FWHM)确认为-0.05至0.05度内的值为98％，-0.5以上至小于-0.05或大于0.05至0.5以下的值为1.5％，以及-1.0以上至小于-0.5或大于0.5至1.0以下的值为0.5％。未测量到小于-1.0或大于1.0的值。
可以确认，在实施例1中，作为在峰的ω角的峰角均在13.8度至14.0度之间从而分布在0.2度的范围内(参照图1中的黑色虚线)。
实施例2在具有基于SiC(004)面-4°偏角13.811°的晶片上测量。与实施例1同样，将从晶片的中心C到90％的半径的区域设置为目标区域(T)，并且将虚拟线(图3中的虚线)设置成具有横竖10mm的间隔，将其交点作为测量点(P)，并在总计154个测量点中进行了实施例2的摇摆曲线半峰宽的测量(参照图2中的结果)。
基于在目标区域内的测量点峰的ω角的平均值，在每个峰评价的半峰宽(RockingCurve FWHM)确认为-0.05至0.05度内的值为97％，-0.5以上至小于-0.05或大于0.05至0.5以下的值为2.5％，以及-1.0以上至小于-0.5或大于0.5至1.0以下的值为0.5％。小于-1.0或大于1.0的值为0％。
可以确认，在实施例2中，作为在峰的ω角的峰角均在13.0度至14.4度之间，从而分布在1.4度的较宽范围内(参照图2中的黑色虚线)。
确认了所述实施例1和实施例2具有优异的结晶度，并且实施例1的结晶度优于实施例2。
以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明的权利范围不限于此，本发明所属技术领域的普通技术人员利用由权利要求书定义的本发明的基本概念来实施的多种变形及改良形式也属于本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种碳化硅晶片，其特征在于，
晶片具有基于0001面呈从0度到15度中选择的角度的偏角，
测量点是将所述晶片的表面划分为10mm以下的一定间隔的多个点，
目标区域是共享所述晶片的中心并且半径为所述晶片半径的70％的圆的内部区域，
所述测量点位于所述目标区域，
所述测量点的摇摆曲线具有峰和半峰宽，
ω角的平均值是所述目标区域中测量点的峰具有的ω角的平均值，
所述半峰宽是基于所述ω角的平均值的值，
所述目标区域包括95％以上的以所述目标区域中测量点的峰具有的ω角的平均值为基准所述半峰宽为-1.5到1.5度的测量点，
在所述测量点测量的摇摆曲线中峰具有的ω角的最小值与最大值之差为0.5度以下，
所述碳化硅晶片由具有5英寸以上的直径的碳化硅晶锭制备。
2.根据权利要求1所述的碳化硅晶片，其特征在于，
所述目标区域包括96％以上的所述半峰宽为-1.0到1.0度的测量点。
3.根据权利要求1所述的碳化硅晶片，其特征在于，
所述目标区域包括97％以上的所述半峰宽为-0.5到0.5度的测量点。
4.根据权利要求1所述的碳化硅晶片，其特征在于，
所述目标区域包括98％以上的所述半峰宽为-0.05到0.05度的测量点。
5.根据权利要求1所述的碳化硅晶片，其特征在于，
所述目标区域包括5％以下的所述半峰宽小于-1.5度或大于1.5度的测量点。
6.根据权利要求1所述的碳化硅晶片，其特征在于，
每1cm2所述目标区域包含一个以上的测量点。
7.根据权利要求1所述的碳化硅晶片，其特征在于，
所述目标区域是半径为所述晶片半径的80％的圆的内部区域。
8.一种晶片的制备方法，其特征在于，包括：
切片步骤，通过将碳化硅晶锭切片，以使偏角具有基于0001面呈从0到15度中选择的角度，从而制备切片的晶体，以及，
抛光步骤，抛光切片的晶体以形成碳化硅晶片；
测量点是将所述晶片的表面划分成10mm以下的一定间隔的多个点，
目标区域是共享所述晶片的中心并且半径为所述晶片半径的70％的圆的内部区域，
所述测量点位于所述目标区域，
所述测量点的摇摆曲线具有峰和半峰宽，
ω角的平均值是目标区域中所述测量点的峰具有的ω角的平均值，
所述半峰宽是基于所述ω角的平均值的值，
所述测量点的ω角是在所述测量点的峰的ω角，
第一测量点是在所述测量点的峰中具有最大ω角的点，
第二测量点是在所述测量点的峰中具有最小ω角的点，
所述目标区域包括95％以上的所述半峰宽为-1.5到1.5度测量点，
在所述目标区域中所述第一测量点的ω角与所述第二测量点的ω角之差在0.5度以内，
所述碳化硅晶片由具有5英寸以上的直径的碳化硅晶锭制备。
9.根据权利要求8所述的晶片的制备方法，其特征在于，
通过如下碳化硅晶锭的制备方法制备所述碳化硅晶锭，这些步骤包括：
准备步骤，将原料放入坩埚本体中，并且将具有碳化硅种子的坩埚盖布置在所述坩埚本体上，然后通过用密度为0.14至0.28g/cc的绝热材料包裹所述坩埚来制备反应容器，以及，
生长步骤，将所述反应容器布置在反应腔室中，通过将所述反应容器的内部空间调整为晶体生长气氛，以使所述原料被蒸气传输而沉积在所述碳化硅种子，从而制备从所述碳化硅种子生长的碳化硅晶锭。
10.根据权利要求9所述的晶片的制备方法，其特征在于，所述绝热材料包括抗压强度为0.2MPa以上的碳基毡。
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