JP2008538542A - 空間的に均一のドーピング不純物を有するSiC結晶を形成するための方法とそのシステム - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図3a
Description
本発明は、SiC結晶ブールの至るところにおけるドーパントの空間的に均一で制御された濃度をもたらす方法である。該方法は、ブール成長初期部分での高すぎるドーパント濃度と成長終焉部分での低すぎるドーパント濃度とを避ける又は取り除く。本発明に従って、ドーパント濃度は、SiC物質の好ましい電気的特性に到達できるほど十分に高くなることができ、一方同時にドーパント濃度は、結晶の欠陥を生じることを避けることができるほど十分に低くなることができる。本発明に従ったドーピング方法では、ドーパント濃度は結晶の成長に伴っては変化しない。それゆえに、空間的に均一の電気的特性を有するより長いブールは、成長され、結果としてSiC回路基盤のより高品質とより高い収率とより高い生産性とをもたらす。
従来技術のSiC結晶成長法に従って、適切な量の原子状バナジウムはSiC源1に混ぜられた。SiC源1/バナジウム混合物とSiC種4とは、成長容器2の中に置かれたが、それは、それ後真空にされ、好ましい圧力に不活性ガスで満たされた。これに続いて、成長容器2の温度は、SiC結晶5の成長を起こすほど十分な温度に上げられた。
本発明のSiC結晶成長法に従って、直径1.5mm、長さ6mmの毛細管16を有するカプセル14には、純度のある炭化バナジウム1g(VC0.88、99.999+%)が置かれた。カプセル14は、成長容器2におけるSiC源1の上に置かれた。この成長運転の他のすべてのパラメータは、既存の標準的な技術の手順に従った。
本発明のSiC結晶成長法に従って、直径1.5mm、長さ6mmの毛細管16を有するカプセル14には、純度99.995%の原子状バナジウム1gが置かれた。カプセル14は、成長容器2においてSiC源1の上に置かれた。この成長運転の他のすべてのパラメータは、既存の標準的な技術の手順に従った。
Claims (20)
- 物理的蒸気輸送方法であって、
源物質と種結晶とが空間的に関係して入れられた成長チャンバーを供給する工程(a)と、
カプセルの内部と外部との間に伸びた少なくとも1つの毛細管を有する少なくとも一つのカプセルを供給する工程であって、前記カプセルの内部にはドーパントが入れられている工程(b)と、
前記成長チャンバーに各カプセルを組み込む工程(c)と、
工程(c)に続いて前記チャンバーで行われる成長反応を経て、前記源物質を用いて前記種結晶の上で結晶を形成する工程であって、前記形成された結晶はドーパントでドーピングされている工程(d)とを備える物理的蒸気輸送の方法。 - 前記成長チャンバー及び前記カプセルの少なくとも一つが、前記源物質及び前記ドーパントに反応しない物質から作製されている請求項1記載の方法。
- 前記成長チャンバー及び前記カプセルの少なくとも一方を形成する物質がグラファイトである請求項2記載の方法。
- 前記ドーパントが原子状、炭化物及びケイ化物の一の化学形態である状態、及び前記ドーパントが粉体、一片及びチップ状の少なくとも一の物理形態を有する状態の少なくとも一の状態である請求項1記載の方法。
- 前記ドーパントが、バナジウム、アルミニウム、ホウ素、及びリンの少なくとも一つを有する請求項1記載の方法。
- 工程(d)に先だって前記源物質が初期に粉体形状である請求項1記載の方法。
- 前記源物質がSiCを有する請求項1記載の方法。
- 工程(d)が、前記成長チャンバーを真空にすることと、前記種結晶が前記源物質よりも低い温度となるとすぐに温度勾配が前記源物質と前記種結晶との間で形成されるような好ましい反応温度に前記成長チャンバーを加熱することとを有する請求項1記載の方法。
- 前記成長チャンバーを加熱するに先立って、工程(d)が、好ましい圧力で不活性ガスを前記成長チャンバーに満たすことを有する請求項1記載の方法。
- 物理的蒸気輸送成長システムであって、
源物質と種結晶とが空間的に関係して入れられた成長チャンバーと、
カプセルの内部と外部との間に伸びた少なくとも一つの毛細管を有する第1カプセルであって、該カプセルの内部には第1ドーパントが入れられている第1カプセルと、
前記種結晶が前記源物質よりも低い温度となるように前記源物質と前記種結晶との間に温度勾配が形成され、前記源物質が前記種結晶上に結晶を形成し前記形成された結晶が前記第1ドーパントでドーピングされることによって成長反応が起こるとすぐに、前記成長チャンバーを加熱するために動作している熱くなった元素と、好ましい反応温度でその場所に置かれている各カプセルとの少なくとも1つとの組み合わせを具備している物理的蒸気輸送成長システム。 - カプセルの内部と外部との間に伸びた少なくとも一の毛細管を有する第2のカプセルをさらに有するシステムであって、
該カプセルの内部は第2のドーパントが組み込まれ、該カプセルは前記成長チャンバーの前記源物質の上に若しくは中に置かれている請求項10記載のシステム。 - 前記第1及び前記第2ドーパントが同じである請求項11記載のシステム。
- 前記成長チャンバー及び前記カプセルの少なくとも一つが、前記源物質及び前記ドーパントに反応しない物質から作製されている請求項10記載のシステム。
- 成長チャンバー及びカプセルの少なくとも一方を形成する物質がグラファイトである請求項13記載のシステム。
- 前記ドーパントは、原子状、炭化物及びケイ化物の一の化学形態である状態、及び前記ドーパントが粉体、一片及びチップ状の少なくとも一の物理形態を有する状態の少なくとも一の状態である請求項10記載のシステム。
- 前記ドーパントが、バナジウム、アルミニウム、ホウ素及びリンの少なくとも一つを有する請求項10記載のシステム。
- 工程(d)に先立って前記源物質が初期に粉体形状である請求項10記載のシステム。
- 前記源物質がSiCを有する請求項10記載のシステム。
- 工程(d)が、前記成長チャンバーを真空にすることと、前記種結晶が前記源物質よりも低い温度となるとすぐに温度勾配が前記源物質と前記種結晶との間で形成されるような好ましい反応温度に前記成長チャンバーを加熱することとを有する請求項10記載のシステム。
- 前記成長チャンバーを加熱するに先立って、工程(d)が前記成長チャンバーを好ましい圧力で不活性ガスを満たすことを有する請求項10記載のシステム。
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