CN116695252A - 碳化硅单晶和碳化硅单晶的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种碳化硅单晶(6)的制造方法包括：向籽晶(5)的表面供应含有碳化硅原料气体的供应气体(3a)并控制环境使得加热容器内的至少一部分为2500℃或更高，由此在籽晶的表面上生长碳化硅单晶。生长碳化硅单晶包括控制以籽晶和碳化硅单晶的中心轴线(C)为中心的径向上的温度分布ΔT，使得在碳化硅单晶生长之前籽晶的表面上和在碳化硅单晶生长期间碳化硅单晶的生长表面上满足ΔT≤10℃的径向温度条件。

Description

碳化硅单晶和碳化硅单晶的制造方法

技术领域

本发明涉及一种碳化硅(以下称为SiC)单晶和SiC单晶的制造方法。

背景技术

传统上，已知一种通过将SiC原料气体供应到由SiC单晶制成的籽晶的表面上，并在籽晶的表面上生长SiC单晶来制造SiC单晶锭的技术。SiC单晶锭被切成晶片，晶片用于制造SiC器件。

SiC器件的质量受SiC衬底的位错密度影响。如上所述，可以通过在籽晶的表面上生长晶体而获得SiC单晶锭。然而，SiC单晶锭可包括由于生长的初始阶段的杂质导致的位错和由于因籽晶与籽晶附着在其上的基座之间的热性质差异而产生的应力导致的位错。因此，在生长后获得的SiC单晶锭中，基面位错(以下称为BPD)密度可能沿SiC单晶的生长方向增加。

JP 2017-65954A公开了一种使用厚度为2.0mm或更大的籽晶的技术，以解决因籽晶的热分解而导致的籽晶劣化问题，特别是因籽晶外周部分的热分解而产生的宏观缺陷。

发明内容

然而，在JP 2017-65954A中公开的技术中，SiC单晶是通过升华法生长。在SiC单晶在比升华法更高的温度下生长的气体生长法中，因热分解引起的蚀刻的影响进一步增加。因此，即使将籽晶的厚度设置为2mm或更大，SiC单晶生长条件控制的鲁棒性也可能不足，并且可能无法获得具有期望BPD密度的SiC单晶。

本发明的目的在于提供一种适于制造高质量SiC器件的SiC单晶和SiC单晶的制造方法。

根据本发明的一个方面的SiC单晶的制造方法包括：将籽晶布置在具有形成反应室的中空部分的加热容器中；以及向所述籽晶的表面供应包含SiC原料气体的供应气体，并控制环境使得所述加热容器内的至少一部分为2500℃或更高，由此在所述籽晶的表面上生长SiC单晶。生长SiC单晶包括控制以籽晶和SiC单晶的中心轴线为中心的径向上的温度分布ΔT，使得在SiC单晶生长之前籽晶的表面上和在SiC单晶生长期间SiC单晶的生长表面上满足ΔT≤10℃的径向温度条件。

在上述制造方法中，当通过在加热容器内部的至少一部分为2500℃或更高的环境中供应含有Si和C的SiC原料气体来生长SiC单晶时，径向温度条件设定为使得温度分布ΔT满足ΔT≤10℃的关系。换句话说，尽管SiC单晶的厚度随着SiC单晶的生长而改变，但是在任何厚度下，SiC单晶的径向温差都设置为10℃或更小。因此，在SiC单晶生长期间在籽晶或SiC单晶的基面中产生的剪切应力τ可降低至1.4MPa或更小。因此，可以限制BPD密度的增加，并且可以获得适于制造高质量SiC器件的SiC单晶。

根据本发明的另一个方面的SiC单晶包括籽晶和在所述籽晶的表面上生长的生长的SiC单晶。所述生长的SiC单晶的BPD密度低于籽晶的BPD密度，并且SiC单晶的BPD密度沿远离籽晶的方向减小。

在如上所述生长的SiC单晶的BPD密度低于籽晶的BPD密度，并且生长的SiC单晶的BPD密度沿远离籽晶的方向减小的情况下，生长的SiC单晶可更适于随着生长的进行而制造出高质量的SiC器件。

根据本发明的另一个方面的SiC单晶在以C面作为生长表面和以Si面作为与所述生长表面相对的表面的籽晶上生长。SiC单晶包括靠近C面的部分和靠近Si面的部分，并且所述靠近C面的部分的BPD密度低于所述靠近Si面的部分的BPD密度。

在如上所述SiC单晶在以C面作为生长表面的籽晶上生长，并且靠近C面的部分的BPD密度低于靠近Si面的部分的BPD密度的情况下，SiC单晶可更适于随着生长的进行而制造出高质量的SiC器件。

附图说明

根据以下参照附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显。在附图中：

图1是示出了根据第一实施方案的用于制造SiC单晶的制造设备的截面图；

图2示出了以籽晶和SiC单晶的中心轴线为中心的径向温度分布ΔT图；

图3示出了温度分布ΔT与籽晶或SiC单晶的基面上产生的剪切应力τ之间的关系图；

图4示出了在SiC单晶生长的初始阶段和生长完成之后籽晶中基面位错(BPD)密度的变化图；以及

图5示出了SiC单晶的生长方向上BPD密度的变化图。

具体实施方式

在下文中将参考附图对本发明的实施方案进行描述。在下文描述的实施方案中，相同或等效的部件将用相同的附图标记表示。

(第一实施方案)

首先，将描述用于制造根据第一实施方案的SiC单晶的SiC单晶制造设备。

图1所示的SiC单晶制造设备1用于通过长生长(long growth)来制造SiC单晶锭，并且安装为使得图1纸平面的垂直方向对应于垂直方向。

具体地，SiC单晶制造设备1使来自气体供应源(GAS SPLY SRC)3的含有SiC原料气体的供应气体3a通过供气口2流入，并使未反应的气体通过排气口4排出，从而在由SiC单晶衬底形成的籽晶5上生长SiC单晶6。

SiC单晶制造设备1包括气体供应源3、真空室7、绝热构件8、加热容器9、基座10、旋转牵引机构(ROT PUL MECH)11、以及第一和第二加热装置12和13。

气体供应源3从具有圆柱形形状的供气口2供应供应气体3a，供应气体3a至少包括含有Si和C的SiC原料气体，例如，硅烷基气体例如硅烷和烃基气体例如丙烷的混合气体。气体供应源3等形成用于从下方向籽晶5供应SiC原料气体的气体供应机构。

气体供应源3只需供应至少SiC原料气体作为供应气体3a。然而，当气体供应源3向SiC原料气体供应载气时，可以稀释SiC原料气体以增加流速或调节SiC原料气体的浓度。气体供应源3可供应蚀刻气体来代替载气，或除供应载气之外还供应蚀刻气体。当气体供应源3供应蚀刻气体时，除了可以调节SiC原料气体的流速和浓度之外，还可以限制副产物粘附到不期望粘附的位置。可以使用惰性气体例如He、Ar等作为载气。可以使用H₂、HCl等作为蚀刻气体。此外，当将掺杂剂引入到待生长的SiC单晶6中时，也可以引入成为n型掺杂剂的N源，例如N₂(氮气)。不仅可以引入n型掺杂剂例如N源，还可以引入作为p型掺杂剂的Al(铝)源和B(硼)源。

真空室7由石英玻璃等制成，具有提供中空部分的管状形状，在本实施方案中为圆柱形，并且被构造为能够引入和排出供应气体3a。真空室7容纳SiC单晶制造设备1的其它部件，并配置为能够通过在所容纳的内部空间中抽真空来减小压力。供应气体3a的供气口2设置在真空室7的底部，排气口4设置在真空室7侧壁的上部位置。

绝热构件8具有提供中空部分的管状形状，在本实施方案中为有底圆柱形，并且与真空室7同轴设置。绝热构件8具有直径小于真空腔7的直径的圆柱形部分，并设置在真空室7内部，从而抑制热量从绝热构件8内部的空间传递到真空室7。绝热构件8由例如仅石墨制成或由表面涂覆有高熔点金属碳化物如TaC(碳化钽)或NbC(碳化铌)的石墨制成，并且几乎不经受热蚀刻。

绝热构件8在绝热构件8底部的中心处具有引入孔8a。引入孔8a穿过绝热构件8的底部并连接至供气口2，使得从供气口2引入的供应气体3a可以通过引入孔8a引入到绝热构件8中。

加热容器9形成用作反应室的坩埚，并且具有带有中空部分的管状形状，在本实施方案中为有底圆柱形。加热容器9的中空部分形成反应室，在该反应室中SiC单晶6在籽晶5的表面上生长。加热容器9由例如仅石墨制成或由表面涂覆有高熔点金属碳化物如TaC或NbC的石墨制成，并且几乎不经受热蚀刻。加热容器9设置为围绕基座10。加热容器9在供气口2的供应气体3a被引导至籽晶5时分解SiC原料气体。

加热容器9在加热容器9底部的中心处具有引入孔9a。引入孔9a穿过加热容器9的底部并连接至供气口2和引入孔8a，使得从供气口2和引入孔8a引入的供应气体3a通过引入孔9a引入至加热容器9中。

基座10是籽晶5设置在其上的构件。籽晶5设置在其上的基座10的一个表面的形状与籽晶5的形状相对应。基座10设置为使得基座10的中心轴线与加热容器9的中心轴线和旋转牵引机构11的轴11a的中心轴线同轴，这将在后文进行描述。在本实施方案中，通过用与籽晶5具有相同直径的圆柱形构件形成基座10，其上设置籽晶5的一个表面具有圆形形状。基座10由例如仅石墨制成或由表面涂覆有高熔点金属碳化物如TaC或NbC的石墨制成，并且几乎不经受热蚀刻。

籽晶5附着在基座10的一个面向供气口2的表面上，SiC单晶6在籽晶5的表面上生长。此外，基座10在与设置有籽晶5的表面相对的表面上与轴11a连接，基座10随着轴11a的旋转而旋转，并且当轴11a被拉起时，基座10可以被向上拉出纸平面。

旋转牵引机构11通过由管件等形成的轴11a旋转并向上拉动基座10。在本实施方案中，轴11a形成为上下延伸的直线，并且轴11a的一端连接至基座10的与籽晶5所附着的表面相对的表面，而轴11a的另一端连接至旋转牵引机构11的主体。轴11a也由例如仅石墨制成或表面涂覆有高熔点金属碳化物如TaC或NbC的石墨制成，并且几乎不经受热蚀刻。利用上述配置，基座10、籽晶5和SiC单晶6可以旋转并被拉起，使得SiC单晶6的生长表面可以具有期望的温度分布，并且生长表面的温度可以被调节为适于随着SiC单晶6的生长而增长的温度。

第一加热装置12和第二加热装置13各自均包括加热线圈例如感应加热线圈和直接加热线圈，并被布置为围绕真空室7以加热加热容器9。在本实施方案中，第一加热装置12和第二加热装置13各自均包括感应加热线圈。第一加热装置12和第二加热装置13配置为能够独立地控制目标位置的温度。第一加热装置12设置在与加热容器9对应的位置，第二加热装置13设置在与基座10对应的位置。因此，可通过第一加热装置12控制加热容器9下部的温度，以加热和分解SiC原料气体。此外，可以通过第二加热装置13将基座10、籽晶5和SiC单晶6周围的温度控制在适于生长SiC单晶6的温度。在本实施方案中，加热装置包括第一加热装置12和第二加热装置13。然而，加热装置可以仅包括第一加热装置12，或者这些装置的位置可以适当地改变。

根据本实施方案的SiC单晶制造设备1如上所述进行配置。随后，将对根据本实施方案的使用SiC单晶制造设备1制造SiC单晶6的方法进行描述。

首先，籽晶5附着在基座10的一个表面上。制备偏轴衬底(off-substrate)作为籽晶5。在偏轴衬底中，一个表面相对于Si面具有预定的偏离角度，例如4度或8度，并且与该一个表面相对的另一个表面相对于C面，更具体地，(000-1)C面具有预定的偏离角度。籽晶5附着在基座10上，使得靠近Si面的一个表面面向基座10，而靠近C面的另一个表面与基座10相对设置，以成为SiC单晶6的生长表面。

随后，将基座10和籽晶5设置在加热容器9中。然后，通过控制第一加热装置12和第二加热装置13来加热加热容器9，以获得期望的温度分布。换句话说，控制温度分布使得供应气体3a中包含的SiC原料气体被加热和分解以供应到籽晶5的表面，并且SiC原料气体在籽晶5的表面上再结晶，而升华速率高于加热容器9中的再结晶速率。具体地，加热容器9内部的至少一部分被设定为2500℃或更高的温度。例如，将加热容器9底部的温度设定为约2800±100℃，而将籽晶5的表面的温度设定为约2500±100℃。

此外，通过供气口2引入含有SiC原料气体的供应气体3a，同时在真空室7中保持期望的压力。调节硅烷基气体例如硅烷的和烃基气体的分压以匹配温度。此外，如果需要，则引入惰性气体载气如He或Ar或蚀刻气体如H₂或HCl，并调节原料气体的流速和浓度，使得不太可能产生副产物。因此，供应气体3a如图1中的箭头所示流动，并被供应至籽晶5，并且SiC单晶6通过供应气体3a中包含的源气体而在籽晶5的表面上生长。

然后，旋转牵引机构11在通过轴11a使基座10、籽晶5和SiC单晶6根据SiC单晶6的生长速率旋转的同时将它们拉起。因此，SiC单晶6的生长表面的高度保持基本恒定，并且可以以高可控性控制生长表面温度的温度分布。

这里，在生长SiC单晶6时，关于生长之前籽晶5的温度分布和生长期间SiC单晶6的生长表面上的温度分布，将以籽晶5和SiC单晶6的中心轴线C为中心的径向上的温度分布ΔT设定为满足ΔT≤10℃的关系。以下将以籽晶5和SiC单晶6的中心轴线C为中心的径向上的温度分布ΔT的条件称为径向温度条件。在本实施方案中，籽晶5和SiC单晶6的中心轴线C表示在垂直于图1的垂直方向的平面上穿过籽晶5的中心和SiC单晶6的中心并沿SiC单晶6的生长方向延伸的轴线。

如上所述，常规地，在升华法中，籽晶的厚度设定为2.0mm或更大，以限制籽晶由于热分解而在外周部分消失。然而，在SiC单晶在比升华法更高的温度下生长的气体生长方法中，生长条件控制的鲁棒性不足。同样在本实施方案中，有效的是将籽晶5的厚度设置为2.0mm或更大。然而，重要的是减小在生长的任何阶段施加到SiC单晶6的应力，以及减少SiC单晶6厚度的增加，以便减小BPD密度。此外，籽晶5中的BPD密度由于SiC单晶6生长时产生的应力而增加，这是SiC单晶6的BPD密度增加的原因之一。因此，在SiC单晶6的生长过程中，还需要限制籽晶5中BPD密度的增加。

作为本发明人勤勉研究的结果，发现当生长之前籽晶5的温度分布和生长期间SiC单晶6的生长表面上的温度分布满足上述径向温度条件时，可以限制SiC单晶6的BPD密度的增加。

假设籽晶5的外径为R，并且待测量温度分布ΔT的位置处的直径为r，进行了对生长之前籽晶5的温度分布和生长期间SiC单晶6的生长表面上的温度分布的模拟。温度分布ΔT由等式ΔT＝(r/R)m表示为以r/R为底数的指数函数。得到了与SiC单晶6在籽晶5的表面上实际生长时根据生长形状计算的温度分布拟合的指数m，并利用指数m计算了温度分布ΔT。这里，由于拟合实际温度分布的指数m为4，因此温度分布ΔT以m＝4进行计算。结果证实，温度分布ΔT由图2所示的曲线图表示。虽然该温度分布ΔT示出了籽晶5的直径为10.16cm(4英寸)的实例，但是即使直径不是该尺寸，也获得相同的分布。

如图2所示，在以中心轴线C为中心的径向上在SiC单晶6生长之前籽晶5的温度分布ΔT和在生长期间SiC单晶6的生长表面上的温度分布ΔT取决于距中心轴线C的距离。在某种程度上靠近中心轴线C的位置处，温度大致与中心轴线C处的温度相同。然而，随着距中心轴线C的距离的增加温度偏离中心轴线C处的温度。更具体地，在温度分布ΔT中，温度与中心轴线C处的温度的偏差随着与中心轴线C的距离的增加而增加。

本发明人研究了温度分布ΔT与在籽晶5或SiC单晶6的基面上产生的剪切应力τMPa之间的关系，并证实了这种关系由图3所示的曲线图表示。如图3所示，当温度分布ΔT超过10℃时，剪切应力τ满足τ>1.4MPa的关系。根据本发明人的研究，发现当在籽晶5或SiC单晶6的基面中产生的剪切应力τ超过1.4MPa时BPD密度增加。因此，必须满足剪切应力τ≤1.4MPa的关系，即径向温度条件满足温度分布ΔT≤10℃，以不增加BPD密度。

因此，当通过模拟将SiC单晶制造设备1设计为满足该条件时，可以生长SiC单晶6，同时限制BPD密度的增加。影响温度分布ΔT的因素包括SiC单晶制造设备1中气体的方向和流速、第一加热装置12和第二加热装置13的加热模式等。然而，确认这些并不是很重要的因素，但是加热容器9和绝热构件8的形状是很重要的因素。因此，通过调节加热容器9和绝热构件8的形状使得径向温度条件满足温度分布ΔT≤10℃，即使在籽晶5和SiC单晶6的外周部分中，也可以满足剪切应力τ≤1.4MPa的关系。因此，可以生长SiC单晶6，同时限制BPD密度的增加。

如上所述，当通过在加热容器内部的至少一部分为2500℃或更高的环境中供应含有Si和C的SiC原料气体来生长SiC单晶时，径向温度条件设定为满足温度分布ΔT≤10℃的关系。换句话说，尽管SiC单晶6的厚度随着SiC单晶6的生长而改变，但是在任何厚度下，SiC单晶6的径向上的温差都设置为10℃或更小。

因此，SiC单晶6生长期间在籽晶5或SiC单晶6的基面中产生的剪切应力τ可降低至1.4MPa或更小。因此，可以限制BPD密度的增加，并且SiC单晶可适于制造高质量SiC器件。通过切割如此获得的SiC单晶6，可以获得具有低BPD密度的SiC晶片。籽晶5设置在基座10上，使得靠近Si面的第一表面面向基座10，而靠近C面的第二表面成为SiC单晶6在其上生长的生长表面。在生长的SiC单晶6和SiC晶片中，靠近C面的部分的BPD密度低于靠近Si面的部分的BPD密度。即，从籽晶5的表面生长的SiC单晶6的BPD密度低于靠近籽晶5的碳化硅单晶6的初始生长位置处籽晶5的BPD密度，然后BPD密度没有沿SiC单晶6的生长方向即远离籽晶5的方向增加。然后，优选地，BPD密度随着SiC单晶6的生长进程而降低，并且此后可以在不增加BPD密度的情况下生长SiC单晶6。利用这种配置，可以使SiC单晶6更适于制造随着生长进程而具有更高质量的SiC器件。

本发明人证实了在SiC单晶6生长的初始阶段和SiC单晶6生长之后籽晶5的变化。结果，如图4所示，证实了SiC单晶6生长后籽晶5中的BPD密度与SiC单晶6生长初始阶段籽晶5中的BPD密度相似。通过这种方式，当SiC单晶6在上述径向温度条件下生长时，也可以限制籽晶5中BPD密度的增加，并且可以使生长之后籽晶5中的BPD密度等于或低于生长之前的BPD密度。

本发明人还证实了在生长完成后BPD密度沿SiC单晶6的生长方向的变化。结果，如图5所示，BPD密度在晶体位置为-2.8mm的位置处最高，具体是在籽晶5内部的部分，但是BPD密度随着生长方向上距离的增加而降低，即随着生长的进行而降低。更具体地，BPD密度随着晶体位置增加到0.1mm、3.1mm和6mm而逐渐降低。这是因为当SiC单晶6在上述径向温度条件下生长时，籽晶5的BPD并没有在SiC单晶6中得以继承，并且BPD不会由于高温而增加，而是BPD会消失、转化或释放到SiC单晶6之外。因此，可以限制SiC单晶6的BPD密度的增加，并且优选降低BPD密度。

通过引入N源作为供应气体3a可以获得n型SiC单晶6。n型SiC单晶6可以被切成用于制造功率元件等的SiC晶片，并且用作构成例如n型MOSFET中的漏极的衬底。

本发明人还分别针对引入N源作为掺杂剂和不引入掺杂剂的情况研究了如上所述获得的SiC单晶6和通过切割SiC单晶获得的SiC晶片的特性。结果显示，BPD密度为1000cm^-2或更小，而载流子寿命为5ns或更小。在不引入掺杂剂时，SiC单晶6或SiC晶片不含N。在引入N源作为掺杂剂时，SiC单晶6和SiC晶片的n型杂质浓度为例如5至9×10¹⁸cm^-3或更高。本发明人还研究了金属杂质浓度，并发现铝(Al)浓度为1×10¹¹个原子/cm³或更低，硼(B)浓度为1×10¹¹个原子/cm³或更低，钛(Ti)浓度为7×10¹²个原子/cm³或更低，以及钒(V)浓度为5×10¹²个原子/cm³或更低。当使用SiC晶片形成半导体器件时，这些金属杂质浓度太小，而不能获得良好的器件特性。

(其他实施方案)

虽然已经根据上述实施方案描述了本发明，但是本发明并不限于这些实施方案并且包括各种修改和等效修改。此外，虽然各种元件以示例性的各种组合和配置示出，但是包括更多、更少或仅单个元件的其它组合和配置也在本发明的精神和范围内。

例如，SiC单晶制造设备1的详细结构仅仅是示例，并且该结构可部分不同。即，加热容器9和绝热构件8的结构仅是示例。只要以籽晶5和SiC单晶6的中心轴线C为中心的径向上的温度分布ΔT可以是10℃或更小，则加热容器9和绝热构件8可以具有任何结构。

此外，在上述实施方案中，使用直径为10.16cm(4英寸)的籽晶5生长SiC单晶6的情况作为图2和图3所示的实验示例。但籽晶5的直径仅仅是示例。即，籽晶5的直径可小于10.16cm，或可大于10.16cm。此外，当生长SiC单晶6时，可以使SiC单晶6的直径与籽晶5的直径相同，但是SiC单晶6的直径也可以大于或小于籽晶5的直径。然而，不管SiC单晶6的直径如何，以籽晶5和SiC单晶6的中心轴线C为中心的径向上的温度分布ΔT都应当为10℃或更小。

此外，尽管图1示出了在籽晶5的表面上形成SiC单晶6的晶锭，但是SiC单晶6可以是晶锭或被切出的晶片。

上述实施方案例举了SiC单晶生长设备和从下部向籽晶5供应含有SiC原料气体的供应气体3a的上流式制造方法。然而，并不限于该实例，只要生长期间的径向温度条件满足ΔT≤10℃的关系，则气体供应机构的构造也可以是侧流型或下流型。

Claims (11)

1.一种碳化硅单晶的制造方法，其包括：

将籽晶设置在具有形成反应室的中空部分的加热容器中；以及

向所述籽晶的表面供应包含碳化硅原料气体的供应气体并控制环境使得所述加热容器内的至少一部分为2500℃或更高，由此在所述籽晶的所述表面上生长所述碳化硅单晶，

其中生长所述碳化硅单晶包括控制以所述籽晶和所述碳化硅单晶的中心轴线为中心的径向上的温度分布ΔT，使得在所述碳化硅单晶生长之前所述籽晶的表面上和在所述碳化硅单晶生长期间所述碳化硅单晶的生长表面上满足ΔT≤10℃的径向温度条件。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中在所述碳化硅单晶生长之后所述籽晶具有的基面位错密度等于或低于所述碳化硅单晶生长之前所述籽晶具有的基面位错密度。

3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中生长所述碳化硅单晶包括在所述供应气体中引入不含作为n型掺杂剂的氮源的载气。

4.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中生长所述碳化硅单晶包括在所述供应气体中引入具有作为n型掺杂剂的氮源的载气。

5.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中生长所述碳化硅单晶包括在所述供应气体中引入具有作为p型掺杂剂的铝源或硼源的载气。

6.一种碳化硅单晶，其包含：

籽晶；以及

生长的碳化硅单晶，其是在所述籽晶的表面上生长的，

其中所述生长的碳化硅单晶具有的基面位错密度低于所述籽晶的基面位错密度，并且

所述生长的碳化硅单晶的所述基面位错密度沿远离所述籽晶的方向减小。

7.根据权利要求6所述的碳化硅单晶，其中所述生长的碳化硅单晶具有5×10¹⁸cm^-3或更高的n型杂质浓度。

8.根据权利要求6或7所述的碳化硅单晶，其中所述生长的碳化硅单晶的所述基面位错密度为1000cm^-2或更小，并且

所述生长的碳化硅单晶具有5ns或更小的载流子寿命，1×10¹¹个原子/cm³或更低的铝浓度，1×10¹¹个原子/cm³或更低的硼浓度，7×10¹²个原子/cm³或更低的钛浓度，以及5×10¹²个原子/cm³或更低的钒浓度。

9.一种在籽晶上生长的碳化硅单晶，所述籽晶(5)具有C面作为生长表面和Si面作为与所述生长表面相对的表面，所述碳化硅单晶包含：

靠近所述C面的部分；以及

靠近所述Si面的部分，

其中所述靠近所述C面的部分具有的基面位错密度低于所述靠近所述Si面的部分的基面位错密度。

10.根据权利要求9所述的碳化硅单晶，其中所述碳化硅单晶具有5×10¹⁸cm^-3或更高的n型杂质浓度。

11.根据权利要求9或10所述的碳化硅单晶，其中所述靠近所述C面的部分的所述基面位错密度和所述靠近所述Si面的部分的所述基面位错密度为1000cm^-2或更小，并且

所述碳化硅单晶具有5ns或更小的载流子寿命，1×10¹¹个原子/cm³或更低的铝浓度，1×10¹¹个原子/cm³或更低的硼浓度，7×10¹²个原子/cm³或更低的钛浓度，以及5×10¹²个原子/cm³或更低的钒浓度。