JP2020511391A - 炭化ケイ素基板、およびSiC単結晶ブールを成長させる方法 - Google Patents
炭化ケイ素基板、およびSiC単結晶ブールを成長させる方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
源材料コンパートメントにSiC粉末源材料を配置するステップと、
成長コンパートメントの中に少なくとも1つのSiC種結晶を配置するステップであって、昇華したガス状成分を成長コンパートメントに供給するために、前記源材料コンパートメントが前記成長コンパートメントに連結されている、ステップと、
高温を印加して、SiC種結晶においてSiC成長相(growth phase)を生じさせる昇華したガス状成分を発生させ、それにより、SiC種結晶にSiCボリューム(volume)単結晶ブールが形成されるようにする、ステップとを含み、
成長コンパートメントは、単結晶ブールの成長中に単結晶ブールの長手方向軸を基準として半径方向にドーパント濃度を制御するためのドーパント源および/またはドーパントシンクを備える。
102 内側領域
104 外側領域
106 移行領域
108、109 SiC単結晶ブール
110、210 成長セル
112 ルツボ
114 昇華源材料
116 源材料コンパートメント
118、119 成長コンパートメント
120、121、123 ガス入口
122 ガス流
124 ルツボの内壁部
126 ドーパントを富化した源材料
128、129 ドーパントの流れ
130、132 ゲッター材料
Claims (14)
- 炭化ケイ素基板であって、
前記基板(100)の総表面積の少なくとも30%を占める内側領域(102)と、
前記内側領域(102)を半径方向に囲むリング形状の周辺領域(104)とを備え、
前記内側領域(102)でのドーパントの平均濃度が、前記周辺領域(104)でのこのドーパントの前記平均濃度とは5・1018cm−3以下だけ異なり、前記内側領域(102)の平均吸収係数が、前記周辺領域(104)の前記平均吸収係数とは10cm−1以下だけ異なる、炭化ケイ素基板。 - 前記内側領域(102)が、前記基板(100)の前記総表面積の45%±15%を形成する、請求項1に記載の炭化ケイ素基板。
- 前記ドーパントが窒素を含む、請求項1または2に記載の炭化ケイ素基板。
- 前記内側領域(102)の前記平均吸収係数と前記周辺領域(104)の前記平均吸収係数の最大偏差が5cm−1未満である、請求項1から3のいずれか一項に記載の炭化ケイ素基板。
- 前記内側領域(102)での前記ドーパントの平均濃度が、前記周辺領域(104)でのこのドーパントの前記平均濃度とは1・1018cm−3以下だけ異なる、請求項1から4のいずれか一項に記載の炭化ケイ素基板。
- 前記基板(100)が、4H、6H、15R、および3Cを含む群から選択されるポリタイプを有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の炭化ケイ素基板。
- 前記基板(100)の厚みが1000μm未満であり、かつ/または前記基板(100)の直径が少なくとも100mmである、請求項1から6のいずれか一項に記載の炭化ケイ素基板。
- 前記基板(100)が、12mΩcm〜26mΩcmの範囲の電気抵抗率を有し、かつ/または50000cm−2未満のエッチピット密度を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の炭化ケイ素基板。
- 物理的蒸気輸送成長システムにおいて少なくとも1つのSiC単結晶ブール(108、109)を成長させる方法であって、
源材料コンパートメント(116)にSiC粉末源材料(114)を配置するステップと、
成長コンパートメント(118、119)の中に少なくとも1つのSiC種結晶を配置するステップであって、昇華したガス状成分を前記成長コンパートメント(118、119)に供給するために、前記源材料コンパートメント(116)が前記成長コンパートメント(118、119)に連結されている、ステップと、
高温を印加して、前記SiC種結晶においてSiC成長相を生じさせる前記昇華したガス状成分を発生させ、それにより、前記SiC種結晶にSiCボリューム単結晶ブール(108、109)が形成されるようにする、ステップとを含み、
前記少なくとも1つの成長コンパートメント(118、119)が、前記単結晶ブールの成長中に前記単結晶ブール(108、109)の長手方向軸を基準として半径方向にドーパント濃度を制御するためのドーパント源および/またはドーパントシンクを備える、方法。 - 前記ドーパントが窒素を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記成長しているブール(108、109)の周辺領域が、窒素および/またはアンモニアのガスと直に接触する、請求項10に記載の方法。
- 前記SiC粉末源材料が、前記種結晶の周辺領域に対向する領域に、ドーパントを富化した材料(126)を備える、請求項9から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記源材料コンパートメントに前記SiC粉末源材料を配置するステップが、ドーパントを富化したSiC粉末源材料(126)を充填するステップと、前記源材料コンパートメント(116)と前記成長コンパートメント(118、119)の間の界面の中央領域をゲッター材料で覆うステップとを含む、請求項9から12のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つのSiC種結晶が、2つの成長コンパートメント(118、119)のそれぞれの中に配置され、前記源材料コンパートメント(116)が、前記2つの成長コンパートメント(118、119)の間に対称に配置され、ガス透過性の多孔質膜によって前記成長コンパートメントのそれぞれから隔てられる、請求項9から13のいずれか一項に記載の方法。
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