JP4605961B2 - SiC単結晶を成長圧力下に加熱して昇華成長させる方法 - Google Patents

SiC単結晶を成長圧力下に加熱して昇華成長させる方法 Download PDF

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Description

【0001】
本発明は、固体の炭化珪素(SiC)から成る貯蔵物を坩堝の貯蔵領域内に、そして少なくとも1つのSiC種結晶を少なくとも1つの坩堝の結晶領域内に容れ、この坩堝を始動期間中に成長条件にもたらし、貯蔵物の固体SiCの少なくとも一部を昇華させ、SiC気相成分を含むSiC気相に移行させ、SiC気相成分の少なくとも一部をSiC種結晶に運び、そこでSiC単結晶として析出させることで、SiC単結晶を成長期間中に成長させる、少なくとも1つのSiC単結晶を昇華成長させる方法に関する。SiC単結晶を昇華成長させるこの種の方法は、例えばドイツ特許出願公開第3230727号明細書から公知である。
【0002】
この公知方法では、貯蔵領域内にある固体の炭化珪素(SiC)を2000〜2500℃の温度に加熱して昇華させる。昇華により生ずるSiC気相はSiC気相成分として、特に純粋な珪素(Si)と炭化化合物のSi2C、SiC2及びSiCとを含む。この気相SiCの気体混合物は多孔性の黒鉛壁を通って、SiC種結晶がある反応領域又は結晶領域に拡散する。この種結晶上に、1900〜2000℃の結晶化温度でSiC気相から炭化珪素を晶出させる。結晶領域内には、気相SiCの気体混合物の他に、保護ガス、好ましくはアルゴン(Ar)が存在する。このアルゴンガスの適当な導入を介して、結晶領域内に1〜5mバールの所望の成長圧力を調整する。結晶領域内の全圧はSiC気相の蒸気分圧とアルゴンガスの蒸気分圧とから構成される。
【0003】
本来の成長期間を開始する前に、坩堝及び従って坩堝の内部帯域も成長温度に加熱する。この加熱期間中に、坩堝内を保護ガスである例えばアルゴンで満たすことにより、後の成長期間に使用される成長圧力を明らかに越える加熱圧力とする。成長温度に達した後、この圧力を、ポンプで排気することにより、著しく低い成長圧力に低下させる。
【0004】
欧州特許第0389533号明細書にも、成長期間以前に坩堝を2200℃程度の成長温度に加熱し、同時に約530mバールの高い加熱圧力を調整するようにした、SiC単結晶の昇華成長方法が記載されている。成長温度に達した後、この成長温度をSiC気相成分の搬送に必要な温度勾配が生ずるよう、貯蔵領域内と結晶領域内では若干相異させて、この坩堝内の圧力を約13mバールの極めて低い成長圧力に調整する。
【0005】
SiC単結晶を昇華成長させるもう1つの方法は、結晶成長ジャーナル(Journal of Crystal Growth)、第115巻、1991、第733〜739頁の論文から公知である。この方法でも、成長に使用される坩堝の加熱は、約1000mバール(=大気圧)の高いアルゴンガスの圧力下に行われる。所望の成長温度に達すると、直ちにこのアルゴンガスの圧力は成長圧力に低下される。この成長圧力は、この昇華方法では、成長期間中もなお変化させることができる。その際この成長圧力は1.33〜1000mバールの値にすることができる。
【0006】
「Electronics and communications in Japan(日本におけるエレクトロニクスと情報伝達)」の概論、第2部、第81巻、第6号、1998年、第8〜17頁にも、加熱を約800mバールの高い圧力下で行うSiC単結晶の昇華成長方法が記載されている。この高い圧力は、低温、即ち本来の成長温度以下の温度での結晶化を回避するために必要である。即ち低温でのこの結晶化では、さもなければ不所望な多結晶を形成することになろう。
【0007】
従ってこれらの公知方法は、その後この圧力を著しく低い成長圧力に低下させるために、坩堝を全体としてまず高い加熱圧力下に所望の成長温度に加熱するものである。しかしこれらの方法では、成長するSiC単結晶の結晶の品質に悪影響を及ぼし、そのため、結果的に特に不所望な高い欠陥率を生じることになる。
【0008】
本発明の課題は、SiC種結晶上に成長するSiC単結晶の改善された着晶を保証し、従って成長するSiC単結晶の比較的高い品質を達成できる、冒頭に記載した形式の方法を提供することにある。特にSiC気相成分が結晶化表面に無制御で堆積することは確実に回避しなければならない。
【0009】
この課題は、本発明の請求項1の特徴部に記載の方法により解決される。
【0010】
少なくとも1つのSiC結晶を昇華成長させる本発明方法は、
a)固体のSiCから成る貯蔵物を坩堝の貯蔵領域内に容れ、かつ少なくとも
1つのSiC種結晶を坩堝の少なくとも1つの結晶領域内に容れ、
b)坩堝を始動期間中に成長条件にもたらし、
c)SiC単結晶を成長期間中に成長させる、貯蔵物の固体のSiCを一部昇
華させ、SiC気相成分を含むSiC気相に移行させ、並びにこのSiC
気相成分の少なくとも一部をSiC種結晶に運び、そこで成長するSiC
単結晶として析出させ、
その際始動期間中に坩堝を
d)まず排気し、次に坩堝内が成長圧力に達する迄、保護ガスで満たし、
e)まず中間温度に、次いで加熱期間中に、中間温度から出発して最高でも2
0℃/分の昇温速度で成長温度に加熱する。
【0011】
その際本発明は、従来技術により実施されてきた従来の方法では、SiC種結晶におけるSiC気相が特に成長圧力迄降下する際、SiC種結晶と熱力学的平衡状態にないという認識に基づく。そのため圧力が降下中にSiC気相成分がSiC種結晶の結晶化表面に制御されずに堆積することになり得る。これは、成長プロセスの最初に行う、成長するSiC単結晶のSiC種結晶上への着晶に好ましくない影響を及ぼす。
【0012】
これに対し、SiC気相成分のSiC種結晶の結晶化表面への着晶は、坩堝、SiC種結晶及びSiC貯蔵物の成長温度への加熱を、主として後の成長期間中に用いる成長圧力で行うことで、著しく改善できる。それにより、特に従来技術で成長温度に達した後の通常の圧力降下、及びこの圧力降下により起るSiC気相成分のSiC種結晶の結晶化表面への無制御の成長も起らない。即ち最高でも20℃/分、好ましくは最高でも10℃/分の昇温速度により、またこの加熱期間中に既に調整される坩堝内の成長圧力下での緩慢な加熱により、この加熱期間中にSiC気相成分のSiC種結晶の結晶化表面へのごく僅かな、かつ制御下での着晶が起る。ここで成長圧力とは、常に成長中の坩堝内の全圧を意味する。
【0013】
坩堝内の不変の圧力下での緩慢な昇温速度により、SiC気相とSiC種結晶は実質的に常にほぼ熱力学的平衡状態にある。そのため既にこの早い時点で、後の成長期間中に成長するSiC単結晶に良好な基盤が生じる。この制御下の着晶は、SiC種結晶と成長するSiC種結晶との間に良好な接合を生じさせる。その結果生ずる接合は、結晶欠陥を形成する出発点となり得る障害箇所を実質的に持たない。従ってこのSiC単結晶は、極めて高い結晶品質で成長する。
【0014】
それに対し従来技術では、着晶は、加熱期間中に坩堝内に導入される保護ガスにより、従ってまた調整した高い圧力により抑制される。その際、高いアルゴンガスの圧力はSiC気相成分がSiC種結晶に拡散するのを阻止し、着晶は実質的に不可能である。成長温度に達した後、この高い圧力が著しく低い成長圧力に低下すると、直ちに着晶プロセスが始まる。しかし個々のSiC気相成分がアルゴンガス中で異なる拡散定数を有するため、それら成分は高いアルゴンガス圧力の低下後も異なる速度で貯蔵物からSiC種結晶に達する。SiC気相はSiC種結晶の前に形成され、従ってそれらSiC気相成分は熱力学的に平衡な濃度で存在しない。しかし結晶の形成は、ほぼ熱力学的平衡状態で進行する場合より著しい無制御状態で進行する。従って着晶を制御することは不可能である。
【0015】
本発明方法の特別な実施態様は従属請求項に記載されている。
【0016】
SiC種結晶上のSiC気相を、始動期間、特に加熱期間中、SiC気相がSiC種結晶上で始まる結晶成長に必要なSiC気相成分の最低濃度を保持するように調整する本方法の実施態様は有利である。その際この調整は、特に坩堝の内部の適切な温度推移を介して達成できる。そのためSiC種結晶に向かって温度が下降する僅かな温度勾配が生ずるよう、固体のSiCから成る貯蔵物とSiC種結晶を異なる温度にすると有利である。
【0017】
次いでこのSiC種結晶に、SiC気相成分の若干過飽和な濃度を生じさせる。それにより一方では、特にSiC種結晶からの珪素の制御されない蒸発が阻止され、他方では結晶材料がSiC種結晶上に高い成長率で成長することが抑制される。この僅かな過飽和は、SiC種結晶上に極く僅かな着晶を生じさせる。従ってこの措置により加熱期間中に所望の着晶が付加的に促進される。
【0018】
固体のSiCから成る貯蔵物を有する貯蔵領域とSiC種結晶との間に、最高で20℃/cmの温度勾配を生じさせると特に有利である。加熱期間中にSiC種結晶の成長を行わせるだけなので、SiC気相成分はSiC種結晶へ僅かな搬送率を持つだけでよい。
【0019】
これは、例えばSiC貯蔵物とSiC種結晶との極く僅かな温度差により達成可能である。SiC貯蔵物とSiC種結晶の間により大きな温度差を生じさせ、SiC気相成分の気体流を、拡散速度を低減し及び/又はこの気体流の抵抗を高めるための坩堝内の構造上の措置により再び減速させると、処理技術上の操作性及び再現性の向上に有利である。この両法により所望の低い搬送率が得られる。
【0020】
貯蔵領域と結晶領域との間の温度勾配は、2つに分割され坩堝の外側にある分割された制御可能な加熱装置により調整できる。必要に応じ、この加熱装置を3つ以上に分割した部分加熱装置から構成してもよい。それにより坩堝の内部帯域内の温度推移を厳密に制御できる。その際この加熱装置は、特に誘導型が好ましいが、抵抗加熱型装置としてもよい。
【0021】
加熱期間中に昇温速度を初期値から変化させる、特に低下させるもう1つの実施形態も有利である。その際この昇温速度の初期値は20℃/分迄でもよい。坩堝の内部帯域内の温度が最終的に調整すべき成長温度に近づけば近づくほど、昇温速度を低く調整するのが望ましい。加熱期間の終わりには、昇温速度を特に最高で高々10℃/分、好ましくは最高で1℃/分にする。
【0022】
従ってもう1つの有利な変法では、昇温速度を初期値から出発し、加熱期間の経過に伴い徐々に低下させる。緩慢に、かつ特に制御して温度を成長温度に近付けることで、加熱期間の各時点でSiC種結晶に生ずるSiC気相は、SiC種結晶と殆ど熱力学的平衡状態になる。その際熱力学的平衡との偏差は、ちょうど所望の着晶プロセスが成立する大きさである。坩堝内の若干強い圧力の変化によるこの状態の変動は、特に加熱期間の終わりにはもはや起らない。即ちこの成長圧力は、通常加熱期間の初めに又は既に前以って排気した坩堝を保護ガスで適切に満たすことにより調整できる。
【0023】
しかしまた、昇温速度を初期値から出発して連続的に低下させることも可能である。これは昇温速度の一定の勾配で、又は別の任意の昇温速度を減速するために予め設定した経過で行ってもよい。一般に、坩堝の内部帯域内の温度が最終の成長温度に近づくにつれ、この昇温速度を一層低下させると有利である。
【0024】
アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)及び水素(H2)の少なくとも1種の保 護ガスを満たし、所望の成長圧力に調整する本方法のもう1つの実施形態は有効である。これに関連して水素は同様に保護ガスと解釈できる。成長圧力を、好ましくは1〜20mバールに調整するとよい。これは、坩堝内に導入するガス量を適切に制御することで達成される。α−SiCを成長させる場合、坩堝内の温度が1800℃、特に1600℃を越える前に成長圧力を調整すると有利である。その他に始動期間中の任意の各時点が、原則として成長圧力の調整に適する。
【0025】
上述の1800℃の温度迄、貯蔵物及び種結晶中の炭化珪素の昇華率は、真空中又は極めて低い圧力でも実質的に無視できる。従ってこの温度迄は顕著なSiC気相は形成されず、従ってまたSiC気相とSiC種結晶との熱力学的平衡もまた決定的な意味を持たない。真空中の昇華率が約1600℃から緩慢に上昇し始めるので、成長圧力を1600℃に達する前に調整すると有利である。
【0026】
加熱期間中に調整すべき好ましい成長温度は、2100〜2300℃である。この範囲の成長温度は、まず第1にα−SiCの成長に有利である。それに対してβ−SiCは、通常約1800℃程度のより低い温度で成長する。坩堝の内部帯域内に一部は異なる温度値を有する温度経過が各坩堝領域内、例えば貯蔵領域内及び結晶領域内に存在するので、これに関連して成長温度とは、坩堝の内部帯域についての平均温度と解釈される。
【0027】
もう1つの好ましい変法では、始動期間中に加熱する坩堝の中間温度を1000〜1400℃に調整する。
【0028】
有利な実施例を図面に基づき以下に詳述する。明確化のため、図面は実寸通りではなく、一定の特徴を概略的に示す。図1及び2の互いに対応する部分には同じ符号を付けてある。
【0029】
図1は、特にα−SiCから成り体積単結晶の形でSiC種結晶31上に成長するSiC単結晶32の昇華成長装置100を示す。この装置100は貯蔵領域12と、それに対向する結晶領域13を含む内部帯域11とを有する坩堝10から成る。
【0030】
貯蔵領域12内には、コンパクトなSiC材料ブロック、特に焼結されたSiC又は粉末状の多結晶のSiCから成る固体のSiC30の貯蔵物がある。この結晶領域13内に、その上にSiC単結晶32が昇華成長するSiC種結晶31を配置してある。一時的な成長境界を結晶化表面33と呼ぶ。これは昇華プロセスの初期にSiC種結晶31の表面に生ずる。この表面は、次にそれぞれ結晶が成長するSiC単結晶32の表面となる。
【0031】
坩堝10の外側に、図1の実施例では2つに分けて形成した加熱装置16が存在する。この加熱装置は第1と第2の部分加熱装置16a、16bから成る。加熱装置16により坩堝の内部帯域11が加熱され、それにより貯蔵物の固体SiC30が昇華し、SiC気相成分を有するSiC気相に移行する。
【0032】
次に拡散及び対流プロセスにより、SiC気相成分を貯蔵領域12から結晶領域13に運ぶ。そこでSiC気相成分の一部は、SiC単結晶32としてSiC種結晶31上に析出する。搬送及び結晶成長を促進するため、加熱装置16により、貯蔵領域12と結晶領域13との間に約5℃の僅かな温度勾配を与える。2分割した加熱装置16は、このような温度勾配の調整に特に好適である。
【0033】
この成長プロセスのもう1つの重要なパラメータは、坩堝の内部帯域11内を支配する圧力である。従ってこの装置100は排気手段40並びにガス供給手段41を含んでおり、それらは給/排気管42を介して坩堝10が入っている耐真空性の容器20と接続されている。坩堝10が完全に気密ではないので、坩堝10内の圧力比は、耐真空性容器20の内部の圧力比に準ずる。即ち坩堝10内のこの圧力は、耐真空性の容器20内の圧力により調整可能である。
【0034】
排気手段40を用い、耐真空性容器20、従って坩堝10も排気されるか又は最高でも10-3mバール程度の、少なくとも極めて低い残留圧力を有する雰囲気とされる。この排気は通常、装置100全体がなお室温である限り行われる。しかしこの排気は、原則として後の時点でも行える。その際、ガス供給手段41は耐真空性の容器20及び坩堝10を保護ガス、この場合はアルゴンガスで満たすことができる。耐真空性の容器20に供給され、ガス供給手段41を介して制御可能なガスの分量は、坩堝の内部帯域11内の圧力を決定する。
【0035】
加熱装置16、排気手段40及びガス供給手段41により、昇華プロセスにとり重要な成長条件、特に適切な成長温度T1と成長圧力Plを坩堝の内部帯域11内に設定できる。更に一定の温度勾配も坩堝10の内部に設定できる。
【0036】
極めて高品質の結晶成長のため、成長条件の制御は、本来の成長期間80中のみならず、既にそれ以前にも極めて重要である。図2の線図は、成長期間80以前の始動期間70中の温度推移50(実線)と圧力推移60(破線)を示している。この線図では、横座標に時間tを、左の縦座標に(坩堝の)温度Tを、右の縦座標に(坩堝の)圧力Pをそれぞれ任意の単位で取っている。
【0037】
始動期間70は、特に加熱期間71を含んでおり、その間に坩堝10はその最終の成長温度Tlに加熱される。加熱期間71の出発点は、例えば1200℃の値を取る中間温度T0である。この中間温度T0は始動期間70中に、図2の線図に図示しない、前の時点で調整される。
【0038】
昇温速度を加熱期間71中に、坩堝10内の温度Tが成長温度T1に近づくにつれて、益々著しく低下させる。従ってこの温度推移50は、加熱期間71中にそれぞれ少なくともほぼ一定の昇温速度を持つ範囲51、52、53及び54を含む。第1の範囲51内で昇温速度は約10℃/分であり、第2の範囲52内で約5℃/分、第3の範囲53内で約2℃/分そして第4の範囲54内で約1℃/分である。しかし昇温速度の推移の、別の細分法も同様に可能である。
【0039】
温度推移50の他に、図2の線図には圧力推移60も破線で示してある。坩堝10内の圧力推移60の出発点は、耐真空性容器20と坩堝10の排気により調整される残留圧力P0である。その際この排気は、この線図には示さない、坩堝10がなお室温である時点で行う。加熱期間71の始めには、耐真空性容器20がアルゴンガスで満たされるので、坩堝10内の圧力比も相応に変化する。この坩堝10内の圧力Pは、残留圧力P0から成長圧力P1に上昇し、加熱期間71の残りの期間及び引続いての成長期間80中もほぼ一定に保持される。
【0040】
始動期間70中の処理工程にとって重要な点は、昇温速度を徐々に低下させつつ成長温度T1で行う緩慢な加熱と、成長圧力P1の加熱期間71中の調整とである。従って、加熱期間71中に既に、SiC種結晶31への若干の着晶が始まる。続く成長期間80中にSiC単結晶31はこの措置により極めて良好な結晶品質でSiC種結晶31上に成長する。加熱期間71中のこの着晶は、SiC種結晶31とSiC単結晶32との間に問題のない移行部を生じさせる。
【0041】
この装置100は、図1の実施例では、1つだけのSiC単結晶32を成長させるべく設計されている。しかし装置100とこれに基づく方法は更に複数のSiC単結晶の成長にも使用可能あり、この実施例に何ら制限されない。
【0042】
成長するSiC単結晶32のポリタイプは、原理上任意である。本方法で、例えば4H−SiC、6H−SiC又は15R−SiCポリタイプのような全てのSiCポリタイプが造れる。また立方体のSiCも成長させることができる。
【0043】
SiC種結晶31として、階段状にパターニングした表面を有する誤配向のSiC種結晶を使用すると、これは同様に着晶に有利に作用する。即ち誤配向のSiC種結晶の段は、着晶プロセスにとって効果的な出発点を提供し、そのためこのプロセスはより一定に進行する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 温度及び圧力を調整する手段を有する本発明によるSiC単結晶の昇華成長装置の断面図。
【図2】 昇華成長の始動期間の温度及び圧力推移に関する線図図。
【符号の説明】
10 坩堝
11 坩堝の内部帯域
12 貯蔵領域
13 結晶領域
16 加熱装置
16a 第1の部分加熱装置
16b 第2の部分加熱装置
20 耐真空性の容器
40 排気手段
41 ガス供給手段
42 給送/排出管
100 昇華成長装置
Ar アルゴンガス
T 坩堝の温度
T1 成長温度
T0 中間温度
P 坩堝の圧力
P1 成長圧力
P0 残圧力
70 始動期間
71 加熱期間
80 成長期間
t 時間
50 加熱期間の温度推移
51 第1の昇温速度の範囲
52 第2の昇温速度の範囲
53 第3の昇温速度の範囲
54 第4の昇温速度の範囲

Claims (9)

  1. a)固体のSiC(30)から成る貯蔵物を坩堝(10)の
    貯蔵領域(12)内に容れ、また少なくとも1つのSiC種結晶(31)を
    坩堝(10)の少なくとも1つの結晶領域(13)内に容れ、
    b)坩堝(10)を始動期間(70)中に成長条件にもたらし、
    c)貯蔵物の固体のSiC(30)の少なくとも一部を昇華させ、SiC気相成
    分を含むSiC気相に移行させ、このSiC気相成分の少なくとも一部をSi
    C種結晶(31)に運び、そこで成長するSiC単結晶(32)として析出さ
    せることによりSiC単結晶(32)を成長期間(80)中に成長させる、
    少なくとも1つのSiC単結晶(32)を昇華成長させる方法において、
    始動期間(70)中に坩堝(10)を
    d)まず排気し、次いで坩堝(10)内に成長圧力(P1)が得られる迄、保護 ガスで満たし、
    e)まず中間温度(T0)に、次いで加熱期間(71)中に、中間温度(T0) から出発して最高でも20℃/分の昇温速度で成長温度(T1)に加熱することを特徴とする、少なくとも1つのSiC単結晶(32)の昇華成長方法。
  2. 始動期間(70)中に、SiC種結晶(31)を支配しているSiC気相中に、SiC種結晶(31)上に結晶成長が始まる、SiC気相成分の最低濃度を調整することを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 加熱期間(71)中、貯蔵領域(12)とSiC種結晶(32)との間に、最高で20℃/cmの温度勾配を設定することを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
  4. 加熱期間(71)間の昇温速度を、初期値から出発して最高で10℃/分の値に低下させることを特徴とする請求項1乃至3の1つに記載の方法。
  5. 加熱期間(71)中の昇温速度を、初期値から出発して徐々に低下させることを特徴とする請求項4記載の方法。
  6. 排気した坩堝(10)を、アルゴン、ヘリウム及び水素の少なくとも1つの保護ガスで満たすことを特徴とする請求項1乃至5の1つに記載の方法。
  7. 成長圧力(P1)を1〜20mバールの値に調整することを特徴とする請求項1乃至6の1つに記載の方法。
  8. 成長温度(T1)を2100〜2300℃の値に調整することを特徴とする請求項1乃至7の1つに記載の方法。
  9. 坩堝(10)を、始動期間(70)中に1000〜1400℃の中間温度(T0)に加熱することを特徴とする請求項1乃至8の1つ記載の方法。
JP2001509585A 1999-07-07 2000-07-04 SiC単結晶を成長圧力下に加熱して昇華成長させる方法 Expired - Lifetime JP4605961B2 (ja)

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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6780243B1 (en) 2001-11-01 2004-08-24 Dow Corning Enterprises, Inc. Method of silicon carbide monocrystalline boule growth
US7220313B2 (en) * 2003-07-28 2007-05-22 Cree, Inc. Reducing nitrogen content in silicon carbide crystals by sublimation growth in a hydrogen-containing ambient
US7147715B2 (en) * 2003-07-28 2006-12-12 Cree, Inc. Growth of ultra-high purity silicon carbide crystals in an ambient containing hydrogen
US7601441B2 (en) * 2002-06-24 2009-10-13 Cree, Inc. One hundred millimeter high purity semi-insulating single crystal silicon carbide wafer
WO2007020092A1 (en) * 2005-08-17 2007-02-22 Optovent Ab A method of producing silicon carbide epitaxial layer
US8858709B1 (en) * 2006-04-11 2014-10-14 Ii-Vi Incorporated Silicon carbide with low nitrogen content and method for preparation
US8361227B2 (en) 2006-09-26 2013-01-29 Ii-Vi Incorporated Silicon carbide single crystals with low boron content
JP5577095B2 (ja) * 2006-09-27 2014-08-20 トゥー‐シックス・インコーポレイテッド SiCのPVT結晶成長方法
DE102009048868B4 (de) 2009-10-09 2013-01-03 Sicrystal Ag Herstellungsverfahren für einen SiC-Volumeneinkristall mittels einer thermischen Behandlung und niederohmiges einkristallines SiC-Substrat
DE102010029755B4 (de) 2010-06-07 2023-09-21 Sicrystal Gmbh Herstellungsverfahren für einen SiC-Volumeneinkristall ohne Facette und einkristallines SiC-Substrat mit homogener Widerstandsverteilung
DE102010029756B4 (de) 2010-06-07 2023-09-21 Sicrystal Gmbh Herstellungsverfahren für einen SiC-Volumeneinkristall mit großer Facette und einkristallines SiC-Substrat mit homogener Widerstandsverteilung
US8747982B2 (en) 2011-12-28 2014-06-10 Sicrystal Aktiengesellschaft Production method for an SiC volume monocrystal with a homogeneous lattice plane course and a monocrystalline SiC substrate with a homogeneous lattice plane course
US8758510B2 (en) 2011-12-28 2014-06-24 Sicrystal Aktiengesellschaft Production method for an SiC volume monocrystal with a non-homogeneous lattice plane course and a monocrystalline SiC substrate with a non-homogeneous lattice plane course
JP5910393B2 (ja) * 2012-07-26 2016-04-27 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板の製造方法
JP2014015394A (ja) * 2013-10-30 2014-01-30 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素結晶の製造方法
JP6443103B2 (ja) 2015-02-13 2018-12-26 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
KR102236396B1 (ko) 2020-05-29 2021-04-02 에스케이씨 주식회사 탄화규소 잉곳의 제조방법 및 탄화규소 잉곳 제조용 시스템
WO2024056138A1 (de) * 2022-09-16 2024-03-21 Pva Tepla Ag Pvt-verfahren und apparatur zum prozesssicheren herstellen von einkristallen
CN116607216B (zh) * 2023-07-20 2023-10-13 苏州优晶光电科技有限公司 电阻法碳化硅生长炉内部温场调节方法、系统及生长方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5948792B2 (ja) * 1982-08-17 1984-11-28 工業技術院長 炭化けい素結晶成長法
DE3230727A1 (de) * 1982-08-18 1984-02-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum herstellen von siliziumkarbid
US4866005A (en) * 1987-10-26 1989-09-12 North Carolina State University Sublimation of silicon carbide to produce large, device quality single crystals of silicon carbide
US5441011A (en) * 1993-03-16 1995-08-15 Nippon Steel Corporation Sublimation growth of single crystal SiC
JP3491402B2 (ja) * 1995-08-07 2004-01-26 株式会社デンソー 単結晶製造方法及びその単結晶製造装置
JPH09142995A (ja) 1995-11-22 1997-06-03 Nippon Steel Corp P型単結晶炭化珪素の製造方法
US5746827A (en) * 1995-12-27 1998-05-05 Northrop Grumman Corporation Method of producing large diameter silicon carbide crystals
JP3662694B2 (ja) 1996-12-19 2005-06-22 新日本製鐵株式会社 単結晶炭化珪素インゴットの製造方法
JP3500921B2 (ja) * 1997-08-07 2004-02-23 株式会社デンソー 炭化珪素単結晶の製造方法

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