JP7029467B2 - 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
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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 ドーパントの流れ
130 固体ゲッター材料
132、133 ゲッター粒子
134、135 多孔質のカバーウォール
136 ドーパントフィルタ
Claims (11)
- 炭化ケイ素基板であって、
前記基板(100)の総表面積の45%±15%を占めるドープされた内側領域(102)と、
前記内側領域(102)を半径方向に囲むドープされた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少なくとも1・1018cm-3だけ異なり、かつ、
前記基板(100)のボウが25μm未満であり、かつ/または前記基板(100)のワープが40μm未満である、
炭化ケイ素基板。 - 前記ドーパントが窒素を含み、前記窒素ドーパント濃度は、前記周辺領域(104)においてよりも前記内側領域(102)においてより高い、請求項1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前記平均濃度が、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少なくとも5・1018cm-3だけ異なる、請求項1または2に記載の炭化ケイ素基板。
- 前記基板(100)の電気抵抗率が12mΩcm~26mΩcmの範囲である、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。
- 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(108、109)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ことにより、前記単結晶ブール(108、109)の中央領域におけるドーパント濃度は、前記単結晶ブール(108、109)の周辺領域におけるドーパント濃度とは異なるものとなり、
前記SiC粉末源材料が、前記種結晶の中央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、前記ドーパントを富化した材料(126)における前記ドーピング元素の濃度は、少なくとも1・1020cm-3であり、ドーピングがより少ない外側のSiC粉末源材料における前記ドーピング元素の濃度が、5・1017cm-3未満であり、かつ、
前記ドーパントが窒素を含む、
方法。 - 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(108、109)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ことにより、前記単結晶ブール(108、109)の中央領域におけるドーパント濃度は、前記単結晶ブール(108、109)の周辺領域におけるドーパント濃度とは異なるものとなり、
前記成長コンパートメントが、円筒形のルツボ壁部によって境界を画定され、前記ルツボ壁部の内表面(124)が、タンタル、タングステン、ニオブ、モリブデンおよび/またはハフニウムのゲッター層を備え、かつ、
前記ドーパントが窒素を含む、
方法。 - 前記成長しているブール(108、109)の中央領域が、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5または6に記載の方法。
- 前記ゲッター層が、非めっきメタライゼーション層(130)によって形成され、前記非めっきメタライゼーション層(130)は、内半径が前記種の直径よりも2mm大きく、厚みが0.5mm~3mmの範囲であり、最短長さが最終的に成長する結晶の長さよりも長い、請求項6に記載の方法。
- 前記ゲッター層が、多孔質の黒鉛カバーウォール(134、135)によって定位置に保持されたタンタル、タングステン、ニオブ、モリブデンおよび/またはハフニウムの合金または混合物としての金属粒子(132、133)によって形成され、前記多孔質の黒鉛カバーウォール(134、135)の嵩密度は1.0g・cm-3~2.0g・cm-3であり、金属粒子の組成は0.01mm~1mmの範囲である、請求項6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)の間の界面をドーパントフィルタ(136)で部分的に覆うステップとを含む、請求項5から9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が、前記2つの成長コンパートメント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5から10のいずれか一項に記載の方法。
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KR102523346B1 (ko) | 탄화규소 웨이퍼의 제조방법 및 탄화규소 잉곳의 제조방법 |
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