JP2013047159A - 炭化珪素単結晶の製造方法、炭化珪素単結晶インゴット、及び炭化珪素単結晶基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】昇華再結晶法による結晶成長中に基底面転位を貫通刃状転位に構造変換させることで基底面転位を低減させることを特徴とする、基底面転位の少ない高品質炭化珪素単結晶の製造方法であり、また、これによって得られた炭化珪素単結晶インゴットであり、更にはこれから取り出した炭化珪素単結晶基板である。
【選択図】なし
Description
(1)種結晶を用いた昇華再結晶法による炭化珪素単結晶成長の製造方法において、成長雰囲気圧力を3.9kPa以上39.9kPa以下、成長温度を2100℃以上2300℃未満にして、成長中の炭化珪素単結晶に存在する基底面転位の少なくとも一部を貫通刃状転位に構造変換させることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
(2)前記構造変換の手段が、成長雰囲気圧力を4.0kPa以上13.3kPa未満、成長温度を2100℃以上2300℃未満にすることである(1)に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(3)種結晶を用いた昇華再結晶法による炭化珪素単結晶成長の製造方法において、成長雰囲気圧力を1.3kPa以上3.9kPa未満、成長温度を2100℃以上2200℃未満にして、成長中の炭化珪素単結晶に存在する基底面転位の少なくとも一部を貫通刃状転位に構造変換させることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
(4)(1)〜(3)のいずれか1項に記載の方法で作製した炭化珪素単結晶インゴット。
(5)基底面転位密度が1000個/cm2以下の部位を有する炭化珪素単結晶インゴット。
(6)基底面転位密度が500個/cm2以下の部位を有する炭化珪素単結晶インゴット。
(7)基底面転位密度が250個/cm2以下の部位を有する炭化珪素単結晶インゴット。
(8)前記インゴットのポリタイプが4H型、6H型又は3C型のいずれかの単一ポリタイプである(4)〜(7)のいずれか1項に記載の方法で作製した炭化珪素単結晶インゴット。
(9)前記インゴットの口径が50mm以上300mm以下である(4)〜(8)のいずれか1項に記載の炭化珪素単結晶インゴット。
(10)(4)〜(9)のいずれか1項に記載の炭化珪素単結晶インゴットから得られる単結晶基板であって、該基板表面の基底面転位密度が1000個/cm2以下である炭化珪素単結晶基板。
(11)前記基底面転位密度が500個/cm2以下である(10)に記載の炭化珪素単結晶基板。
(12)前記基底面転位密度が250個/cm2以下である(10)又は(11)に記載の炭化珪素単結晶基板。
予め成長しておいたSiC単結晶インゴットから、口径50mmの(0001)面を主面とした、オフ角が〈11−20〉方向に4度傾いた4H型のSiC単結晶基板を切り出し、研磨後、種結晶とした。成長雰囲気圧力13.3kPa、成長温度2200℃の条件で結晶成長を行った。なお、得られた結晶の高さと成長時間から成長速度を算出すると、結晶成長速度は20μm/hであった。
予め成長しておいたSiC単結晶インゴットから、口径50mmの(0001)面を主面としたオフ角が〈11−20〉方向に4度傾いた4H型のSiC単結晶基板を切り出し、研磨後、種結晶とした。成長雰囲気圧力13.3kPaで成長温度は2150℃の条件で結晶成長を行った。なお、このときの成長速度は15μm/hであった。
予め成長しておいたSiC単結晶インゴットから、口径80mmの(0001)面を主面としたオフ角が〈11−20〉方向に4度傾いた4H型のSiC単結晶基板を切り出し、研磨後、種結晶とした。成長雰囲気圧力1.3kPaで成長温度は2100℃の条件で結晶成長を行った。なお、このときの成長速度は40μm/hであった。
予め成長しておいたSiC単結晶インゴットから、口径50mmの(0001)面を主面としたオフ角が〈11−20〉方向に4度傾いた4H型のSiC単結晶基板を切り出し、研磨後、種結晶とした。結晶成長は上記の通りに行い、真空排気装置で結晶成長中の雰囲気圧力を1.3kPaに調整した。成長温度は2250℃になるようにコイル出力を調整した。
2 昇華原料
3 黒鉛坩堝
4 黒鉛蓋
5 二重石英管
6 支持棒
7 黒鉛製フェルト
8 ワークコイル
9 高純度ガス配管
10 高純度ガス用マスフローコントローラ
11 真空排気装置
Claims (12)
- 種結晶を用いた昇華再結晶法による炭化珪素単結晶成長の製造方法において、成長雰囲気圧力を3.9kPa以上39.9kPa以下、成長温度を2100℃以上2300℃未満にして、成長中の炭化珪素単結晶に存在する基底面転位の少なくとも一部を貫通刃状転位に構造変換させることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記構造変換の手段が、成長雰囲気圧力を3.9kPa以上13.3kPa未満、成長温度を2100℃以上2300℃未満にすることである請求項1に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 種結晶を用いた昇華再結晶法による炭化珪素単結晶成長の製造方法において、成長雰囲気圧力を1.3kPa以上3.9kPa未満、成長温度を2100℃以上2200℃未満にして、成長中の炭化珪素単結晶に存在する基底面転位の少なくとも一部を貫通刃状転位に構造変換させることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法で作製した炭化珪素単結晶インゴット。
- 基底面転位密度が1000個/cm2以下の部位を有する炭化珪素単結晶インゴット。
- 基底面転位密度が500個/cm2以下の部位を有する炭化珪素単結晶インゴット。
- 基底面転位密度が250個/cm2以下の部位を有する炭化珪素単結晶インゴット。
- 前記インゴットのポリタイプが4H型、6H型又は3C型のいずれかの単一ポリタイプである請求項4〜7のいずれか1項に記載の方法で作製した炭化珪素単結晶インゴット。
- 前記インゴットの口径が50mm以上300mm以下である請求項4〜8のいずれか1項に記載の炭化珪素単結晶インゴット。
- 請求項4〜9のいずれか1項に記載の炭化珪素単結晶インゴットから得られる単結晶基板であって、該基板表面の基底面転位密度が1000個/cm2以下である炭化珪素単結晶基板。
- 前記基底面転位密度が500個/cm2以下である請求項10に記載の炭化珪素単結晶基板。
- 前記基底面転位密度が250個/cm2以下である請求項10又は11に記載の炭化珪素単結晶基板。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014077368A1 (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-22 | 新日鐵住金株式会社 | 炭化珪素単結晶基板およびその製法 |
WO2016051485A1 (ja) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 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 |
CN105518191A (zh) * | 2013-09-06 | 2016-04-20 | Gtat公司 | 具有低缺陷密度的大块硅碳化物 |
JP2016164120A (ja) * | 2016-03-15 | 2016-09-08 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 炭化珪素単結晶ウェハ |
CN115537927A (zh) * | 2022-12-01 | 2022-12-30 | 浙江晶越半导体有限公司 | 一种制备低基平面位错的碳化硅单晶晶锭生长系统及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002284599A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 炭化珪素単結晶の成長方法 |
JP2008290938A (ja) * | 2005-06-08 | 2008-12-04 | Cree Inc | 低底面転位バルク成長SiCウェハ |
JP2010510946A (ja) * | 2006-09-27 | 2010-04-08 | トゥー‐シックス・インコーポレイテッド | 段階的な定期的摂動技術によって成長する低転位密度のSiC単結晶 |
JP2010076967A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化ケイ素基板の製造方法および炭化ケイ素基板 |
WO2010077639A2 (en) * | 2008-12-08 | 2010-07-08 | Ii-Vi Incorporated | Improved axial gradient transport (agt) growth process and apparatus utilizing resistive heating |
-
2011
- 2011-08-29 JP JP2011186122A patent/JP5614387B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002284599A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 炭化珪素単結晶の成長方法 |
JP2008290938A (ja) * | 2005-06-08 | 2008-12-04 | Cree Inc | 低底面転位バルク成長SiCウェハ |
JP2010510946A (ja) * | 2006-09-27 | 2010-04-08 | トゥー‐シックス・インコーポレイテッド | 段階的な定期的摂動技術によって成長する低転位密度のSiC単結晶 |
JP2010076967A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化ケイ素基板の製造方法および炭化ケイ素基板 |
WO2010077639A2 (en) * | 2008-12-08 | 2010-07-08 | Ii-Vi Incorporated | Improved axial gradient transport (agt) growth process and apparatus utilizing resistive heating |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014077368A1 (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-22 | 新日鐵住金株式会社 | 炭化珪素単結晶基板およびその製法 |
JP5692466B2 (ja) * | 2012-11-15 | 2015-04-01 | 新日鐵住金株式会社 | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
JPWO2014077368A1 (ja) * | 2012-11-15 | 2017-01-05 | 新日鐵住金株式会社 | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
US10119200B2 (en) | 2012-11-15 | 2018-11-06 | Showa Denko K.K. | Silicon carbide single crystal substrate and process for producing same |
CN105518191A (zh) * | 2013-09-06 | 2016-04-20 | Gtat公司 | 具有低缺陷密度的大块硅碳化物 |
CN105518191B (zh) * | 2013-09-06 | 2021-05-11 | Gtat公司 | 具有低缺陷密度的大块硅碳化物 |
WO2016051485A1 (ja) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 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 |
US10202706B2 (en) | 2014-09-30 | 2019-02-12 | Showa Denko K.K. | Silicon carbide single crystal wafer and method of manufacturing a silicon carbide single crystal ingot |
JP2016164120A (ja) * | 2016-03-15 | 2016-09-08 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 炭化珪素単結晶ウェハ |
CN115537927A (zh) * | 2022-12-01 | 2022-12-30 | 浙江晶越半导体有限公司 | 一种制备低基平面位错的碳化硅单晶晶锭生长系统及方法 |
CN115537927B (zh) * | 2022-12-01 | 2023-03-10 | 浙江晶越半导体有限公司 | 一种制备低基平面位错的碳化硅单晶晶锭生长系统及方法 |
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