JP7042995B2 - 炭化珪素ウエハ及び炭化珪素ウエハの製造方法 - Google Patents

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Description

具現例は、炭化珪素ウエハ、炭化珪素ウエハの製造方法などに関する。
炭化珪素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの単結晶（ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ）は、これらの多結晶（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌ）から期待できない特性を示すので、産業分野での需要が増加している。
単結晶炭化珪素（ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ ＳｉＣ）は、エネルギーバンドギャップ（ｅｎｅｒｇｙ ｂａｎｄ ｇａｐ）が大きく、最大絶縁破壊電界（ｂｒｅａｋ ｆｉｅｌｄ ｖｏｌｔａｇｅ）及び熱伝導率（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）がシリコン（Ｓｉ）よりも優れている。また、単結晶炭化珪素のキャリア移動度はシリコンと同程度であり、電子の飽和ドリフト速度及び耐圧も大きい。このような特性により、単結晶炭化珪素は、高効率化、高耐圧化及び大容量化が要求される半導体デバイスへの適用が期待される。
炭化珪素は、液相蒸着法（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ；ＬＰＥ）、シード型昇華法、化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）などにより成長する。その中でシード型昇華法は、高い成長率を有することによってインゴットの形態の炭化珪素を作製することができるので、最も広く用いられており、シード型昇華法は、物理的蒸気輸送法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ；ＰＶＴ）ともいう。
このような単結晶の製造方法として、例えば、日本公開特許公報第２００１－１１４５９９号には、アルゴンガスを導入できる真空容器（加熱炉）の中でヒータにより加熱しながら、種結晶の温度を原料粉末の温度よりも１０～１００℃程度低温に保つことによって、種結晶上に単結晶インゴットを成長させることが開示されている。その他にも、大口径の単結晶インゴットを実質的に欠陥なしに製造しようとする試みがある。
関連先行技術としては、大韓民国登録特許第１０－１７６００３０号、大韓民国公開特許第１０－２０１６－００５５１０２号、日本公開特許公報第２００１－１１４５９９号などがある。
具現例の目的は、優れた品質の炭化珪素インゴットから得られる結晶性に優れる炭化珪素ウエハ、炭化珪素ウエハの製造方法などを提供することである。
上記目的を達成するために、具現例に係る炭化珪素ウエハは、（０００１）面を基準として０～１５°から選択された角度のオフアングルを適用したウエハであり、測定点は、前記ウエハの表面を１０ｍｍ以下の一定の間隔で区分した複数の地点であり、対象領域は、前記ウエハの中心を共有し、前記ウエハの半径の７０％である半径を有する円の内部に該当する領域であり、前記測定点は前記対象領域にあり、前記測定点のロッキングカーブ曲線はピークと半値幅を有し、オメガ角度の平均値は、前記対象領域の測定点のピークが有するオメガ角度の平均であり、前記半値幅は、前記オメガ角度の平均値を基準とする値であり、前記対象領域は、前記半値幅が－１．５～１．５°以内である測定点を９５％以上含む。
前記対象領域は、前記半値幅が－１．０～１．０°以内である測定点を９６％以上含むことができる。
前記対象領域は、前記半値幅が－０．５～０．５°以内である測定点を９７％以上含むことができる。
前記対象領域は、前記半値幅が－０．０５～０．０５°以内である測定点を９８％以上含むことができる。
前記対象領域は、前記半値幅が－１．５°未満または１．５°超である測定点を５％以下で含むことができる。
前記対象領域は、１ｃｍ２当たり１個以上の測定点を含むことができる。
前記対象領域は、前記ウエハの半径の８０％である半径を有する円の内部に該当する領域であってもよい。
上記目的を達成するために、他の具現例に係る炭化珪素ウエハは、（０００１）面を基準として０～１５°から選択された角度のオフアングルを適用したウエハであり、測定点は、前記ウエハの表面を１０ｍｍ以下の一定の間隔で区分した複数の地点であり、対象領域は、前記ウエハの中心を共有し、前記ウエハの半径の７０％である半径を有する円の内部に該当する領域であり、前記測定点は前記対象領域にあり、前記測定点のロッキングカーブ曲線はピークと半値幅を有し、測定点のオメガ角度は、前記測定点のピークでのオメガ角度であり、第１測定点は、前記測定点のピークの中で最大のオメガ角度を有する地点であり、第２測定点は、前記測定点のピークの中で最小のオメガ角度を有する地点であり、前記対象領域において前記第１測定点のオメガ角度と前記第２測定点のオメガ角度との差は０．５°以内である。
上記目的を達成するために、更に他の具現例に係るウエハの製造方法は、炭化珪素インゴットを、（０００１）面を基準として０～１５°から選択されたいずれか一つの角度になるようにオフアングルを適用してスライスした、スライスされた結晶を設けるスライシングステップと；前記スライスされた結晶を研磨して炭化珪素ウエハを形成する研磨ステップと；を含む。
測定点は、前記ウエハの表面を１０ｍｍ以下の一定の間隔で区分した複数の地点であり、対象領域は、前記ウエハの中心を共有し、前記ウエハの半径の７０％である半径を有する円の内部に該当する領域であり、前記測定点は前記対象領域にあり、前記測定点のロッキングカーブ曲線はピークと半値幅を有し、オメガ角度の平均値は、前記対象領域の測定点のピークが有するオメガ角度の平均であり、前記半値幅は、前記オメガ角度の平均値を基準とする値であり、測定点のオメガ角度は、前記測定点のピークでのオメガ角度であり、第１測定点は、前記測定点のピークの中で最大のオメガ角度を有する地点であり、第２測定点は、前記測定点のピークの中で最小のオメガ角度を有する地点である。
前記対象領域は、前記半値幅が－１．５～１．５°以内である測定点を９５％以上含むか、または前記対象領域において前記第１測定点のオメガ角度と前記第２測定点のオメガ角度との差は０．５°以内であってもよい。
前記炭化珪素インゴットは、坩堝本体に原料を、そして、前記坩堝本体に、炭化珪素シードが位置する坩堝蓋を配置した後、密度が０．１４～０．２８ｇ／ｃｃである断熱材で前記坩堝本体を取り囲んで反応容器を設ける準備ステップと；前記反応容器を反応チャンバ内に位置させ、前記反応容器の内部を結晶成長雰囲気に調節して、前記原料が前記炭化珪素シードに蒸気移送されて蒸着され、前記炭化珪素シードから成長させた炭化珪素インゴットを設ける成長ステップと；を含む、炭化珪素インゴットの製造方法により製造されたものであってもよい。
前記断熱材は、圧縮強度が０．２Ｍｐａ以上である炭素系フェルトを含むことができる。
具現例の炭化珪素ウエハ、炭化珪素ウエハの製造方法などは、結晶成長の温度勾配を精密に制御することができ、より優れた特性の単結晶炭化珪素ウエハを提供することができる。
具現例に係る実施例１のロッキングカーブグラフ（Ｒｏｃｋｉｎｇ Ｃｕｒｖｅ Ｇｒａｐｈ）である。 具現例に係る実施例２のロッキングカーブグラフ（Ｒｏｃｋｉｎｇ Ｃｕｒｖｅ Ｇｒａｐｈ）である。 具現例に係るウエハＷにおいて対象領域Ｔと測定点Ｐを説明する概念図である。
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、具現例について添付の図面を参照して詳細に説明する。しかし、具現例は、様々な異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。
本明細書において、ある構成が他の構成を「含む」とするとき、これは、特に反対の記載がない限り、それ以外の他の構成を除くものではなく、他の構成をさらに含むこともできることを意味する。
本明細書において、ある構成が他の構成と「連結」されているとするとき、これは、「直接的に連結」されている場合のみならず、「それらの間に他の構成を介在して連結」されている場合も含む。
本明細書において、Ａ上にＢが位置するという意味は、Ａ上に直接当接してＢが位置するか、またはそれらの間に別の層が位置しながらＡ上にＢが位置することを意味し、Ａの表面に当接してＢが位置することに限定されて解釈されない。
本明細書において、マーカッシュ形式の表現に含まれた「これらの組み合わせ」という用語は、マーカッシュ形式の表現に記載された構成要素からなる群から選択される１つ以上の混合又は組み合わせを意味するものであって、前記構成要素からなる群から選択される１つ以上を含むことを意味する。
本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」の記載は、「Ａ、Ｂ、又は、Ａ及びＢ」を意味する。
本明細書において、「第１」、「第２」又は「Ａ」、「Ｂ」のような用語は、特に説明がない限り、同一の用語を互いに区別するために使用される。
本明細書において、単数の表現は、特に説明がなければ、文脈上解釈される単数又は複数を含む意味で解釈される。
図３は、具現例に係るウエハＷにおいて対象領域Ｔと測定点Ｐを説明する概念図である。図３を参照して、以下で具現例をより詳細に説明する。
具現例に係る炭化珪素ウエハＷは、（０００１）面を基準として０～１５°から選択された角度のオフアングルを適用したウエハである。
炭化珪素ウエハＷの表面には、１０ｍｍ以下の一定の間隔で区分した複数の測定点Ｐがある。
炭化珪素ウエハＷは、前記ウエハの中心Ｃを基準として前記ウエハの半径Ｒの７０％である半径Ｒ'を有する領域を境界にして、その内部である対象領域Ｔを含む。すなわち、対象領域Ｔは、前記ウエハの中心Ｃを共有し、前記ウエハの半径Ｒの７０％である半径Ｒ'を有する円の内部に該当する領域である。
前記ウエハの中心は、ウエハの幾何学的な中心を意味し、上から観察したウエハの形状が実質的に円である場合、円の中心を意味する。楕円である場合には、長半径と短半径の平均値を半径とする。
前記ウエハは、中心から外郭方向に実質的に一定の大きさの半径Ｒを有し、対象領域もまた、中心から外郭方向に実質的に一定の大きさの半径Ｒ'を有し、対象領域の半径は、ウエハの半径の７０％であってもよい。
測定点Ｐで測定したロッキングカーブ曲線は、ピーク（ｐｅａｋ）と半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）を有する。
オメガ角度の平均値は、前記対象領域の測定点のピークが有するオメガ角度の平均である。
半値幅は、前記オメガ角度の平均値を基準とする値である。
対象領域は、前記半値幅が－１．５～１．５°以内である測定点を９５％以上含むことができる。
すなわち、測定点Ｐのロッキングカーブ曲線は半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）を有し、対象領域は、前記オメガ角度の平均値を基準として前記半値幅が－１．５～１．５°以内である測定点を９５％以上含むことができる。
炭化珪素インゴットの品質は、ウエハのロッキングカーブ曲線においてピーク角度を基準として半値幅の値の大きさを評価することができる。但し、通常は、ウエハの広い面積において５点又は９点を測定して平均する方式が適用される。発明者らは、ウエハ面積全体にわたって半値幅を管理する必要があり、これを通じてより優れた品質管理が可能であるという点を確認した。
発明者らは、具現例において、ｉ）ウエハの一面において対象領域を設定し、一定の間隔で区分して測定点を特定する。ｉｉ）そして、各測定点においてロッキングカーブ曲線のオメガ角度を確認して、オメガ角度の平均値を確認する。前記オメガ角度の確認は、基板の角度がずれた場合に発生し得る基準角度の変化（ｓｈｉｆｔ）の影響を減らすためである。そして、各測定点での半値幅を、前記オメガ角度の平均値を基準として評価する。ｉｉｉ）各測定点での半値幅が一定の角度以下または超えるものが全評価対象の測定点を基準としてどのような割合で含まれるかを求める方法を適用する。
前記ウエハの表面は、互いに交差する１０ｍｍ以内の一定の間隔を有する多数の仮想の線で分割し、各線が接する多数の点を測定点として適用する。隣り合う測定点が比較的一定の間隔を設定するために、前記多数の仮想の線は直交するものとして例示するが（図３参照）、これに限定されるものではない。
前記測定点は、前記対象領域１ｃｍ２当たり１個以上含まれてもよい。
前記測定点は、前記対象領域１ｃｍ２当たり１個～２０個含まれてもよい。
前記対象領域は、前記半値幅が－１．０～１．０°である測定点を９６％以上含むことができる。
前記対象領域は、前記半値幅が－０．５～０．５°である測定点を９７％以上含むことができる。
前記対象領域は、前記半値幅が－０．０５～０．０５°である測定点を９８％以上含むことができる。
前記対象領域は、前記半値幅が－１．５°未満または１．５°超である測定点を５％以下で含むことができる。
前記半値幅が、対象領域の測定点のピークが有するオメガ角度の平均値を基準とするという点は、上述した通りである。
ロッキングカーブ曲線において半値幅は、高分解能Ｘ線回折分析システム（ＨＲ－ＸＲＤ ｓｙｓｔｅｍ）を適用して、前記ウエハの［１１－２０］方向をＸ線経路に合わせ、Ｘ－ｒａｙ ｓｏｕｒｃｅ ｏｐｔｉｃとＸ－ｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃ角度を２θ（３５～３６°）に設定した後、ウエハのオフ角度に合わせてオメガ（ω、又はシータθ、Ｘ－ｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃ）角度を調節してロッキングカーブ（Ｒｏｃｋｉｎｇ ｃｕｒｖｅ）を測定し、基準角度であるピーク角度と２つのＦＷＨＭ（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）値の差値をそれぞれ半値幅として設定して結晶性を評価する。
オフ角がＸ°ということは、通常許容する誤差範囲内でＸ°と評価されるオフ角を有するということを意味し、例示的に、（Ｘ－０．０５°）～（Ｘ＋０．０５°）の範囲のオフ角を含む。
半値幅が「基準角度に対し－１～＋１°」ということは、前記半値幅が、基準角度を基準として（ピーク角度－１°）～（ピーク角度＋１°）の範囲内にあるということを意味する。基準角度は、ピークでのオメガ角度である。但し、具現例において、対象領域で半値幅を説明するときの基準角度は、対象領域に配置された測定点のピークが有するオメガ角度の平均である。
前記炭化珪素ウエハは炭化珪素インゴットから得られる。
前記炭化珪素インゴットの（０００１）面（ＳｉＣ（００４）面又は（００６）面）に対して０～１５°の範囲から選択された角度であるオフ角を適用したウエハのいずれか１つであってもよい。前記炭化珪素インゴットの（０００１）面（ＳｉＣ（００４）面又は（００６）面）に対して０～８°の範囲から選択された角度であるオフ角を適用したウエハのいずれか１つであってもよい。
オフ角が０°である場合、オメガ角度は１７．８１１１°であり、オフ角が４°である場合、オメガ角度は１３．８１１°、そして、オフ角が８°である場合、オメガ角度は９．８１１１°であり得る。前記オフ角が０～８°であるウエハのオメガ角度は、９．８１１１～１７．８１１１°の範囲であり得る。
炭化珪素インゴットは、４Ｈ ＳｉＣを含有するものであって、その表面が凸形状または平らな形状のものであってもよい。
炭化珪素インゴットは、欠陥や多形の混入が最小化された実質的に単結晶である４Ｈ ＳｉＣインゴットであってもよい。
炭化珪素インゴットは、実質的に４Ｈ ＳｉＣからなるものであって、その表面が凸形状または平らな形状のものであってもよい。
炭化珪素インゴットの表面が凹形状に形成される場合、意図する４Ｈ－ＳｉＣ結晶以外に、６Ｈ－ＳｉＣのような他の多形が混入されたものであり得、これは、炭化珪素インゴットとそれから得られる炭化珪素ウエハの品質を低下させることがある。また、炭化珪素インゴットの表面が過度に凸形状に形成される場合には、インゴット自体にクラックが発生したり、ウエハに加工するときに割れたりする可能性がある。
炭化珪素インゴットが過度に凸形状のインゴットであるか否かは、反りの程度を基準として判断し、具現例で製造される炭化珪素インゴットは、反りが１５ｍｍ以下のものであり得る。
反りは、炭化珪素インゴットの成長が完了したサンプルを定盤上に置き、インゴットの後面を基準として、インゴットの中心と縁部の高さを高さゲージ（Ｈｅｉｇｈｔ Ｇａｕｇｅ）で測定し、（中心の高さ－縁部の高さ）の値で評価する。反りの数値が正の値であると、凸形状であることを意味し、０の値は平らな形状、そして、負の値は凹形状であることを意味する。
前記炭化珪素インゴットは、その表面が凸形状または平らな形状のものであって、反りが０～１５ｍｍであるものであってもよく、０～１２ｍｍであってもよく、または０～１０ｍｍであるものであってもよい。このような反りの程度を有する炭化珪素インゴットは、ウエハへの加工がより容易であり、割れの発生を減少させることができる。
炭化珪素インゴットは、炭化珪素インゴットから発生し得る欠陥を減らしたもので、より高品質の炭化珪素ウエハを提供することができる。
炭化珪素インゴットは、実質的に単結晶である４Ｈ ＳｉＣからなるものであってもよい。
炭化珪素インゴットは、４インチ以上、５インチ以上、さらに６インチ以上の口径を有することができる。より具体的には、前記インゴットは、４～１２インチ、４～１０インチ、または６～８インチの直径を有することができる。
炭化珪素シードは、インゴットの特性に応じて適切なものを適用することができる。
炭化珪素インゴットは、炭化珪素シードのＣ面（０００１）面上で成長したものであってもよい。
対象領域は、前記炭化珪素ウエハの中心を基準として前記炭化珪素ウエハの半径の８０％である半径を有する円の内部に該当する領域であってもよい。
対象領域は、前記炭化珪素ウエハの中心を基準として前記炭化珪素ウエハの半径の９０％である半径を有する円の内部に該当する領域であってもよい。
測定点のオメガ角度は、前記測定点のピークが有するオメガ角度である。
第１測定点は、前記測定点のピークの中で最大のオメガ角度を有する地点である。第２測定点は、前記測定点のピークの中で最小のオメガ角度を有する地点である。
前記対象領域で測定した測定点のロッキングカーブ曲線の中でピークが有するオメガ角度の最小値と最大値との差は、０．５°以下であってもよい。すなわち、対象領域において第１測定点でのオメガ角度と第２測定点でのオメガ角度との差は０．５°以下であってもよい。
前記対象領域で測定した測定点のロッキングカーブ曲線の中でピークが有するオメガ角度の最小値と最大値との差は、０．３５°以内であってもよい。すなわち、対象領域において第１測定点でのオメガ角度と第２測定点でのオメガ角度との差は０．３５°以下であってもよい。
前記対象領域で測定した測定点のロッキングカーブ曲線の中でピークが有するオメガ角度の最小値と最大値との差は、０．２５°以内であってもよい。すなわち、対象領域において第１測定点でのオメガ角度と第２測定点でのオメガ角度との差は０．２５°以下であってもよい。
前記対象領域で測定した測定点のロッキングカーブ曲線の中でピークが有するオメガ角度の最小値と最大値との差は０°以上であってもよく、または０．０００００１°以上であってもよい。
前記対象領域で測定した前記測定点のロッキングカーブ曲線において各ピークが有するオメガ角度は、１３．７～１４．２°の範囲に含まれてもよい。
前記対象領域で測定した測定点のロッキングカーブ曲線において各ピークが有するオメガ角度は、１３．７５～１４．１０°の範囲に含まれてもよい。
前記対象領域で測定した測定点のロッキングカーブ曲線において各ピークが有するオメガ角度は、１３．８～１４．０５°の範囲に含まれてもよい。
このような特徴を有する炭化珪素ウエハは、より優れた結晶特性を有することができる。
具現例に係る炭化珪素ウエハの製造方法は、スライシングステップ、そして、研磨ステップを含む。
前記スライシングステップは、炭化珪素インゴットを一定のオフ角を有するようにスライスし、スライスされた結晶を設けるステップである。
前記オフ角は、４Ｈ ＳｉＣにおいて（０００１）面を基準とする。前記オフ角は、具体的に、０～１５°から選択されたいずれか一つの角度であってもよく、０～１２°から選択されたいずれか一つの角度であってもよく、または０～８°から選択されたいずれか一つの角度であってもよい。
前記スライシングは、一般的に炭化珪素ウエハの製造に適用されるスライシング方法であれば適用可能であり、例示的に、ダイヤモンドワイヤやダイヤモンドスラリーを適用したワイヤを用いた切削、ダイヤモンドが一部適用されたブレードやホイールを用いる切削などが適用されてもよいが、これに限定されるものではない。
前記スライスされた結晶の厚さは、製造しようとする炭化珪素ウエハの厚さを考慮して調節することができ、後述する研磨ステップで研磨された後の厚さを考慮して、適切な厚さにスライスすることができる。
前記研磨ステップは、前記スライスされた結晶を研磨して、その厚さが３００～８００μｍから選択されたいずれかの厚さに減少したウエハを形成するステップである。
前記研磨ステップは、一般的に炭化珪素ウエハの製造に適用される研磨方法が適用されてもよく、例示的に、ラッピング（Ｌａｐｐｉｎｇ）及び／又はグラインディング（Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）などの工程が行われた後、ポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）などが行われる方式が適用されてもよい。
前記炭化珪素ウエハは、（０００１）面を基準として０～１５°から選択された角度のオフアングルを適用したウエハであり、前記ウエハの中心を共有し、前記ウエハの半径の７０％またはそれ以上の半径を有する領域である対象領域を含む。また、前記炭化珪素ウエハの表面を１０ｍｍ以下の一定の間隔で区分した複数の仮想の地点である測定点を含む。
前記測定点で測定したロッキングカーブ曲線は、ピークと半値幅を有する。
前記半値幅は、前記オメガ角度の平均値を基準とする値である。
前記対象領域は、前記半値幅が－１．５～１．５°以内である測定点を９５％以上含むことができる。
測定点のオメガ角度は、前記測定点のピークでのオメガ角度である。
第１測定点は、前記測定点のピークの中で最大のオメガ角度を有する地点であり、第２測定点は、前記測定点のピークの中で最小のオメガ角度を有する地点である。
前記炭化珪素ウエハは、前記対象領域において前記第１測定点のオメガ角度と前記第２測定点のオメガ角度との差は、０．５°以内であってもよい。
前記半値幅、ピークが有するオメガ角度などの炭化珪素インゴットや炭化珪素ウエハについての具体的な説明は、上述の説明と重複するので、その記載を省略する。
前記炭化珪素インゴットは、炭化珪素インゴットの製造方法で製造されたものであり得る。
前記炭化珪素インゴットの製造方法は、準備ステップと成長ステップを含んで炭化珪素インゴットを製造する。
前記準備ステップは、坩堝本体内に原料を、そして、前記坩堝本体上には、炭化珪素シードが位置する坩堝蓋を配置した後、その密度が０．１４～０．２８ｇ／ｃｃである断熱材で前記坩堝本体を取り囲んで反応容器を設けるステップである。
前記反応容器は、インゴットの成長のための反応に適用される容器であれば適用可能であり、具体的にはグラファイト坩堝が適用され得る。
例示的に、前記反応容器は、その内部に原料物質を収容する内部空間及び開口部を有する坩堝本体と、前記坩堝本体の開口部を覆う坩堝蓋とを含むことができる。
前記坩堝蓋は、前記坩堝蓋と一体または別途にシードホルダをさらに含むことができ、前記シードホルダには炭化珪素シードが位置する。
また、前記反応容器は、断熱材によって取り囲まれて固定され、石英管のような反応チャンバ内に、前記反応容器を取り囲んだ断熱材が位置するようにセッティングされた後、前記反応チャンバを取り囲む加熱手段によって前記反応容器内の温度を制御することができる。
炭化珪素インゴットの成長は、前記坩堝本体、前記坩堝蓋などの大きさ及び種類、装入される原料に応じて異なり得、成長雰囲気で前記坩堝本体の内部の温度勾配などに応じてもインゴットの品質が異なり得るので、前記反応容器の断熱の程度によってもインゴットの品質が異なり得、前記断熱材の適用も重要な役割を行う。これは、断熱材の適用に応じて、成長雰囲気で前記坩堝本体の内部または前記反応容器の内部の温度勾配が異なり得るためであると考えられる。
具現例は、前記断熱材として、その密度が０．１４～０．２８ｇ／ｃｃであるものを適用することができる。具現例は、前記断熱材として、その密度が０．１４～０．２４ｇ／ｃｃであるものを適用することができる。具現例は、前記断熱材として、その密度が０．１４～０．１９ｇ／ｃｃであるものを適用することができる。
前記断熱材の密度が０．１４ｇ／ｃｃ未満であるものを適用する場合には、成長したインゴットの形状が凹状に成長し得、６Ｈ－ＳｉＣ多形が発生してインゴットの品質が低下し得る。
前記断熱材の密度が０．２８ｇ／ｃｃを超えるものを適用する場合には、成長したインゴットが過度に凸状に成長し得、縁部の成長率が低下して収率が減少したり、インゴットのクラックの発生が増加したりし得る。
前記断熱材は、その密度が０．１４～０．２４ｇ／ｃｃであるものを適用する場合、インゴットの品質をさらに向上させることができ、０．１４～０．１９ｇ／ｃｃであるものを適用することが、インゴットの成長過程で結晶成長雰囲気を制御し、より優れた品質のインゴットを成長させるのにさらに良い。
前記断熱材は、気孔度が７２～９５％であるものであってもよい。前記断熱材は、気孔度が７５～９３％であってもよい。前記断熱材は、気孔度が８０～９１％であってもよい。前記断熱材は、気孔度が８０～８５％であってもよい。このような気孔度を有する断熱材を適用する場合、インゴットのクラックの発生頻度をさらに減少させることができる。
前記断熱材は、圧縮強度が０．２Ｍｐａ以上であるものであってもよい。前記断熱材は、圧縮強度が０．４８Ｍｐａ以上であるものであってもよい。前記断熱材は、圧縮強度が０．８ＭＰａ以上であってもよい。また、前記断熱材は、圧縮強度が３ＭＰａ以下であるものであってもよく、または２．５ＭＰａ以下であってもよい。前記断熱材がこのような圧縮強度を有する場合、熱的／機械的安定性に優れ、灰（ａｓｈ）が発生する確率が低下するので、より優れた品質のＳｉＣインゴットを製造することができる。
前記断熱材は炭素系フェルトを含むことができ、具体的にグラファイトフェルトを含むことができ、レーヨン系グラファイトフェルトまたはピッチ系グラファイトフェルトを含むことができる。
前記断熱材は、２０ｍｍ以上の厚さで適用されてもよく、または３０ｍｍ以上の厚さで適用されてもよい。また、前記断熱材は、１５０ｍｍ以下の厚さで適用されてもよく、１２０ｍｍ以下の厚さで適用されてもよく、または８０ｍｍ以下の厚さで適用されてもよい。このような厚さ範囲で前記断熱材を適用する場合、断熱材の無駄な浪費なしに断熱効果を十分に得ることができる。
前記成長ステップは、前記反応容器を反応チャンバ内に位置させ、前記反応容器の内部を結晶成長雰囲気に調節して、前記原料が前記炭化珪素シードに向かうように蒸気移送させ、前記炭化珪素シードから成長させた炭化珪素インゴットを設けるステップである。
前記結晶成長雰囲気は、前記反応チャンバの外部の加熱手段によって坩堝又は坩堝の内部空間を加熱して行われ得、前記加熱と同時又は別途に減圧して空気を除去し、減圧雰囲気又は不活性雰囲気（例：Ａｒ雰囲気、Ｎ２雰囲気、またはその混合雰囲気）で炭化珪素結晶の成長を誘導することができる。
前記結晶成長雰囲気は、高温雰囲気で原料物質の昇華及び再結晶を誘導してインゴットを成長させる。前記結晶成長雰囲気は、２０００～２５００℃の成長温度及び１～２００ｔｏｒｒの成長圧力の条件が適用され得、このような温度及び圧力を適用する場合、より効率的に炭化珪素インゴットを製造することができる。
具体的には、前記結晶成長雰囲気は、坩堝の上下部の表面温度が２１００～２５００℃の成長温度及び１～５０ｔｏｒｒの成長圧力の条件が適用されてもよく、より詳細には、坩堝の上下部の表面温度が２１５０～２４５０℃の成長温度及び１～４０ｔｏｒｒの成長圧力の条件が適用されてもよい。より具体的には、坩堝の上下部の表面温度が２１５０～２３５０℃の成長温度及び１～３０ｔｏｒｒの成長圧力の条件が適用されてもよい。
上述した結晶成長雰囲気を炭化珪素インゴットの成長に適用する場合、より高品質の炭化珪素インゴットを製造するのにより有利である。
前記炭化珪素シードは、成長させようとするインゴットの特性に応じて異なって適用することができ、例示的に、４Ｈ－ＳｉＣウエハ、６Ｈ－ＳｉＣウエハ、３Ｃ－ＳｉＣウエハ、１５Ｒ－ＳｉＣウエハなどが適用されてもよく、これに限定されない。
前記炭化珪素シードは、成長させようとするインゴットのサイズに応じて異なって適用することができる。
前記原料は、炭素源と珪素源を有する粉末の形態が適用され得、前記粉末が互いに連結されるようにネッキング処理した原料、または表面を炭化処理した炭化珪素粉末などが適用されてもよい。
前記原料は、結晶成長雰囲気で昇華して炭化珪素シードに移動し、前記シードで再結晶されて炭化珪素インゴットを形成する。
前記炭化珪素インゴットから（０００１）面を基準として０～１５°から選択された角度のオフアングルを適用して得られた炭化珪素ウエハは、上述した特徴を有する。前記炭化珪素ウエハに関するさらに具体的な説明は、上述の説明と重複するので、その記載を省略する。前記炭化珪素インゴット、炭化珪素ウエハなどは、面積全体にわたって優れた結晶性を有するので、その活用度に優れる。
以下、具体的な実施例を通じて具現例をより具体的に説明する。下記の実施例は、具現例に対する理解を助けるための例示に過ぎず、本明細書が開示する発明の範囲がこれに限定されるものではない。
＜実施例及び比較例のサンプルの作製＞
ＳｉＣ粒子が含まれた粉末をグラファイト坩堝本体の内部に装入した。前記粉末の上部に炭化珪素種結晶及び種結晶ホルダを配置した。このとき、炭化珪素種結晶（４Ｈ ＳｉＣ単結晶、６インチ）のＣ面（０００１）が坩堝の下部に向かうように通常の方法で固定し、以下の実施例と比較例の全てに同一に適用した。
前記種結晶及び種結晶ホルダが設置された坩堝本体を坩堝蓋で覆い、断熱材で取り囲んだ後、加熱手段である加熱コイルが備えられた反応チャンバ内に入れた。
このとき、断熱材としては、０．１７ｇ／ｃｃの密度、気孔度８３％、圧縮強度０．３６ＭＰａであるグラファイトフェルトを適用して実施例のサンプルを作製し、０．１３ｇ／ｃｃの密度、気孔度８５％、０．１９ＭＰａの圧縮強度を有するグラファイトフェルトを適用して比較例のサンプルを作製した。
坩堝の内部を真空状態にした後、アルゴンガスを徐々に注入して、前記坩堝の内部が大気圧に達するようにし、再び前記坩堝の内部を徐々に減圧させた。これと共に、坩堝の内部の温度を２３００℃まで徐々に昇温させた。
２３００℃の温度及び２０ｔｏｒｒの圧力条件下で１００時間の間、炭化珪素種結晶からＳｉＣインゴットを成長させた。
成長したＳｉＣインゴットは（０００１）面を基準として４°オフを基準とし、オメガ角度は１３．８１１°が適用されたウエハを準備し、以下の測定を行った。
＜実施例及び比較例の物性評価＞
高分解能Ｘ線回折分析システム（ＨＲ－ＸＲＤ ｓｙｓｔｅｍ、Ｒｉｇａｋｕ社のＳｍａｒｔＬａｂ Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｘ－ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を適用して、前記実施例と比較例のウエハの［１１－２０］方向をＸ線経路に合わせ、Ｘ－ｒａｙ ｓｏｕｒｃｅ ｏｐｔｉｃとＸ－ｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃ角度を２θ（３５～３６°）に設定した後、ウエハのオフ角度に合わせてオメガ（ω、又はシータθ、Ｘ－ｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃ）角度を調節して測定した。具体的には、４°オフを基準として、オメガ角度は１３．８１１°を適用した。
Ｘ－ｒａｙ ｐｏｗｅｒは９ｋＷ、そして、Ｘ－ｒａｙ ｔａｒｇｅｔはＣｕを適用し、Ｇｏｎｉｏｍｅｔｅｒ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎは０．０００１°であるものが適用された。サンプルの全面に対するロッキングカーブのＦＷＨＭを測定するために、Ｘ軸及びＹ軸方向にそれぞれ１０ｍｍの間隔でフルマッピング（ｆｕｌｌ ｍａｐｐｉｎｇ）を行った。すなわち、６インチのウエハにおいて１５４ポイントを測定した。その結果を図１（実施例）及び図２（比較例）にそれぞれ示した。
＜実施例及び比較例の物性評価の結果＞
図１は、具現例に係る実施例１のロッキングカーブグラフ（Ｒｏｃｋｉｎｇ Ｃｕｒｖｅ Ｇｒａｐｈ）であり、図２は、具現例に係る実施例２のロッキングカーブグラフ（Ｒｏｃｋｉｎｇ Ｃｕｒｖｅ Ｇｒａｐｈ）であり、図３は、具現例に係るウエハＷにおいて対象領域Ｔと測定点Ｐを説明する概念図である。
これを参照して、以下の実施例１と実施例２の物性評価の結果を説明する。
実施例１は、ＳｉＣ（００４）面に対して－４°のオフ角を基準として、１３．８１１°を適用したウエハで測定した。実施例１のロッキングカーブのＦＷＨＭは、ウエハの中心Ｃから半径の９０％に該当する領域を対象領域Ｔとして設定し、縦横１０ｍｍの間隔で仮想の線（図３で点線）を設定し、その交点を測定点Ｐとして、計１５４個の測定点で測定された（図１の結果を参照）。
対象領域以内の測定点のピークでのオメガ角度の平均値を基準として各ピークで評価した半値幅（Ｒｏｃｋｉｎｇ Ｃｕｒｖｅ ＦＷＨＭ）が－０．０５～０．０５°以内であるものが９８％、－０．５°以上－０．０５°未満、または０．０５°超０．５°以下であるものが１．５％、そして、－１．０°以上－０．５°未満、または０．５°超１．０°以下であるものが０．５％と確認された。－１．０°未満または１．０°超のものは測定されなかった。
ピークでのオメガ角度であるピーク角度は、実施例１の場合、いずれも１３．８°～１４．０°内に位置して、０．２°の範囲内に分布するという点を確認した（図１の黒色の点線を参照）。
実施例２は、ＳｉＣ（００４）面に対して－４°のオフ角を基準として、１３．８１１°を適用したウエハで測定した。実施例２のロッキングカーブのＦＷＨＭは、実施例１と同様に、ウエハの中心Ｃから半径の９０％に該当する領域を対象領域Ｔとして設定し、縦横１０ｍｍの間隔で仮想の線（図３で点線）を設定し、その交点を測定点Ｐとして、計１５４個の測定点で測定された（図２の結果を参照）。
対象領域以内の測定点のピークでのオメガ角度の平均値を基準として各ピークで評価したピーク角度対比半値幅（Ｒｏｃｋｉｎｇ Ｃｕｒｖｅ ＦＷＨＭ）が－０．０５～０．０５°以内であるものが９７％、－０．５°以上－０．０５°未満、または０．０５°超０．５°以下であるものが２．５％、そして、－１．０°以上－０．５°未満、または０．５°超１．０°以下であるものが０．５％と確認された。－１．０°未満または１．０°超であるものは０％と確認された。
ピークでのオメガ角度であるピーク角度は、実施例２の場合、いずれも１３．０°～１４．４°内に位置して、１．４°の比較的広い範囲内に分布するという点を確認した（図２の黒色の点線を参照）。
前記実施例１と実施例２は優れた結晶性を有し、実施例２と比較して実施例１の結晶性がさらに優れるという点を確認した。
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。

Claims (3)

  1. （０００１）面を基準として０～１５°から選択された角度のオフアングルを適用した４インチ以上のウエハであり、
    測定点は、前記ウエハの表面を１０ｍｍ以下の一定の間隔で区分した複数の地点であり、
    対象領域は、前記ウエハの中心を共有し、前記ウエハの半径の９０％である半径を有する円の内部に該当する領域であり、
    前記対象領域は１ｃｍ ２ 当たり１個以上の測定点を含み、
    前記測定点のロッキングカーブ曲線はピークと半値幅を有し、
    オメガ角度の平均値は、前記対象領域の測定点のピークが有するオメガ角度の平均であり、
    前記半値幅は、前記オメガ角度の平均値を基準とする値であり、
    前記測定点のオメガ角度は、前記測定点のピークでのオメガ角度であり、
    第１測定点は、前記測定点のピークの中で最大のオメガ角度を有する地点であり、
    第２測定点は、前記測定点のピークの中で最小のオメガ角度を有する地点であり、
    前記オメガ角度は、１３．７～１４．２°の範囲に含まれ、
    前記対象領域は、前記半値幅が－０．０５～０．０５°以内である測定点を９８％以上含み、
    前記対象領域において前記第１測定点のオメガ角度と前記第２測定点のオメガ角度との差は０．５°以内である、炭化珪素ウエハ。
  2. 前記対象領域は、前記半値幅が－１．５°未満または１．５°超である測定点を５％以下で含む、請求項１に記載の炭化珪素ウエハ。
  3. 炭化珪素インゴットの製造方法により製造されるウエハの製造方法であって、
    前記炭化珪素インゴットの製造方法は、
    坩堝本体内に原料を、そして、前記坩堝本体上に、炭化珪素シードが位置する坩堝蓋を配置した後、密度が０．１４～０．２８ｇ／ｃｃである断熱材で前記坩堝本体を取り囲んで反応容器を設ける準備ステップと、
    前記反応容器を反応チャンバ内に位置させ、前記反応容器の内部を結晶成長雰囲気に調節して、前記原料が前記炭化珪素シードに蒸気移送されて蒸着され、前記炭化珪素シードから成長させた炭化珪素インゴットを設ける成長ステップと、
    前記断熱材は、圧縮強度が０．２Ｍｐａ以上である炭素系フェルトを含み、
    前記断熱材は、気孔度が７２～９５％であるものであり、
    前記成長ステップは、２０００～２５００℃の成長温度及び１～２００ｔｏｒｒの成長圧力の条件が適用され、
    前記ウエハの製造方法は、
    炭化珪素インゴットを、（０００１）面を基準として０～１５°から選択されたいずれか一つの角度になるようにオフアングルを適用してスライスした、スライスされた結晶を設けるスライシングステップと、
    前記スライスされた結晶を研磨して４インチ以上の炭化珪素ウエハを形成する研磨ステップとを含み、
    測定点は、前記ウエハの表面を１０ｍｍ以下の一定の間隔で区分した複数の地点であり、
    対象領域は、前記ウエハの中心を共有し、前記ウエハの半径の９０％である半径を有する円の内部に該当する領域であり、
    前記対象領域は、１ｃｍ ２ 当たり１個以上の測定点を含み、
    前記測定点のロッキングカーブ曲線はピークと半値幅を有し、
    オメガ角度の平均値は、前記対象領域の測定点のピークが有するオメガ角度の平均であり、
    前記半値幅は、前記オメガ角度の平均値を基準とする値であり、
    測定点のオメガ角度は、前記測定点のピークでのオメガ角度であり、
    第１測定点は、前記測定点のピークの中で最大のオメガ角度を有する地点であり、
    第２測定点は、前記測定点のピークの中で最小のオメガ角度を有する地点であり、
    前記オメガ角度は、１３．７～１４．２°の範囲に含まれ、
    前記対象領域は、前記半値幅が－０．０５～０．０５°以内である測定点を９８％以上含み、
    前記対象領域において前記第１測定点のオメガ角度と前記第２測定点のオメガ角度との差は０．５°以内である、ウエハの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102229588B1 (ko) * 2020-05-29 2021-03-17 에스케이씨 주식회사 웨이퍼의 제조방법, 에피택셜 웨이퍼의 제조방법, 이에 따라 제조된 웨이퍼 및 에피택셜 웨이퍼
TWI785592B (zh) * 2021-05-04 2022-12-01 環球晶圓股份有限公司 材料分析方法
TWI804906B (zh) * 2021-06-30 2023-06-11 環球晶圓股份有限公司 用於切割晶錠的評估方法
TWI786735B (zh) * 2021-07-15 2022-12-11 環球晶圓股份有限公司 碳化矽晶碇評估方法及裝置
TWI799940B (zh) * 2021-08-10 2023-04-21 環球晶圓股份有限公司 碳化矽材料驗證方法及裝置
KR102442732B1 (ko) * 2021-11-05 2022-09-13 주식회사 쎄닉 탄화규소 웨이퍼 및 이의 제조방법
CN114778577A (zh) * 2022-06-23 2022-07-22 浙江大学杭州国际科创中心 一种x射线衍射仪检测碳化硅缺陷的方法
KR102567936B1 (ko) * 2022-08-22 2023-08-17 주식회사 쎄닉 탄화규소 분말, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 탄화규소 잉곳을 제조하는 방법

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008110907A (ja) 2006-10-31 2008-05-15 Nippon Steel Corp 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法及び炭化珪素単結晶インゴット
JP2009256145A (ja) 2008-04-18 2009-11-05 Nippon Steel Corp 炭化珪素単結晶育成用種結晶及びその製造方法
CN101724893A (zh) 2009-11-18 2010-06-09 中国科学院物理研究所 一种制备高纯半绝缘碳化硅晶体的方法
WO2014123036A1 (ja) 2013-02-06 2014-08-14 東洋炭素株式会社 炭化ケイ素－炭化タンタル複合材及びサセプタ
JP2014221711A (ja) 2006-09-14 2014-11-27 クリー インコーポレイテッドＣｒｅｅ Ｉｎｃ． マイクロパイプ・フリーの炭化ケイ素およびその製造方法
JP2015120616A (ja) 2013-12-24 2015-07-02 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2016037441A (ja) 2014-08-08 2016-03-22 住友電気工業株式会社 単結晶の製造方法
JP2017114728A (ja) 2015-12-24 2017-06-29 昭和電工株式会社 ＳｉＣ単結晶の製造方法及びＳｉＣ単結晶
WO2019176444A1 (ja) 2018-03-13 2019-09-19 信越半導体株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4288792B2 (ja) 1999-10-15 2009-07-01 株式会社デンソー 単結晶製造方法及び単結晶製造装置
KR100550491B1 (ko) * 2003-05-06 2006-02-09 스미토모덴키고교가부시키가이샤 질화물 반도체 기판 및 질화물 반도체 기판의 가공 방법
CN1282770C (zh) * 2003-12-24 2006-11-01 山东大学 一种生长具有半导体特性的大直径6H－SiC单晶的装置和方法
JP4523935B2 (ja) * 2006-12-27 2010-08-11 昭和電工株式会社 炭化珪素単結晶基板の研磨用水系研磨スラリー及び研磨法。
JP5465469B2 (ja) * 2008-09-04 2014-04-09 日本碍子株式会社 エピタキシャル基板、半導体デバイス基板、およびｈｅｍｔ素子
US20120285370A1 (en) 2009-09-15 2012-11-15 Ii-Vi Incorporated Sublimation growth of sic single crystals
US20120070605A1 (en) 2009-09-24 2012-03-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Silicon carbide ingot, silicon carbide substrate, manufacturing method thereof, crucible, and semiconductor substrate
JP5398492B2 (ja) * 2009-11-27 2014-01-29 昭和電工株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
JP5304712B2 (ja) 2010-04-07 2013-10-02 新日鐵住金株式会社 炭化珪素単結晶ウェハ
DE102010029755B4 (de) 2010-06-07 2023-09-21 Sicrystal Gmbh Herstellungsverfahren für einen SiC-Volumeneinkristall ohne Facette und einkristallines SiC-Substrat mit homogener Widerstandsverteilung
KR101253205B1 (ko) * 2011-03-08 2013-04-09 오씨아이 주식회사 불융화 탄소질 섬유를 이용한 단열재의 제조방법
KR20120139398A (ko) 2011-06-17 2012-12-27 동의대학교 산학협력단 4Ｈ-ＳｉＣ단결정 성장방법 및 성장장치
TWM457160U (zh) * 2011-11-02 2013-07-11 Morgan Advanced Materials And Technology Inc 熔爐、一罩與隔熱箱之總成及隔熱箱
EP2852699A4 (en) * 2012-04-20 2016-04-20 Ii Vi Inc HIGH-DIAMETER, HIGH-QUALITY SIC CRYSTALS AND METHOD AND DEVICE
KR101458183B1 (ko) * 2013-03-07 2014-11-05 에스케이씨 주식회사 탄화규소 단결정 성장 장치 및 방법
JP6120742B2 (ja) * 2013-09-26 2017-04-26 三菱電機株式会社 単結晶インゴットの製造方法、単結晶基板の製造方法、および半導体装置の製造方法
KR101537385B1 (ko) 2013-12-05 2015-07-17 재단법인 포항산업과학연구원 탄화규소(SiC) 단결정 성장 방법
US10048142B2 (en) 2014-05-30 2018-08-14 Showa Denko K.K. Evaluation method for bulk silicon carbide single crystals and reference silicon carbide single crystal used in said method
US20170121844A1 (en) * 2014-07-07 2017-05-04 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for manufacturing silicon carbide single crystal and silicon carbide substrate
US9279192B2 (en) 2014-07-29 2016-03-08 Dow Corning Corporation Method for manufacturing SiC wafer fit for integration with power device manufacturing technology
EP3026147A4 (en) 2014-09-30 2016-10-12 Nippon Steel & Sumikin Mat Co SILICON CARBIDE MONOCRYSTAL WAFER AND PROCESS FOR PRODUCING MONOCRYSTAL SILICON CARBIDE INGOT
JP2017031034A (ja) 2015-08-06 2017-02-09 信越化学工業株式会社 ＳｉＣ単結晶の製造方法
KR101760030B1 (ko) 2016-03-02 2017-08-01 한국세라믹기술원 대구경 탄화규소 단결정 성장 장치로부터 소구경 탄화규소 단결정을 성장시키는 방법 및 장치
US20170321345A1 (en) 2016-05-06 2017-11-09 Ii-Vi Incorporated Large Diameter Silicon Carbide Single Crystals and Apparatus and Method of Manufacture Thereof
JP2017202969A (ja) 2016-05-10 2017-11-16 トヨタ自動車株式会社 ＳｉＣ単結晶及びその製造方法
JP6558394B2 (ja) 2017-04-26 2019-08-14 トヨタ自動車株式会社 ＳｉＣ単結晶の製造方法及び製造装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014221711A (ja) 2006-09-14 2014-11-27 クリー インコーポレイテッドＣｒｅｅ Ｉｎｃ． マイクロパイプ・フリーの炭化ケイ素およびその製造方法
JP2008110907A (ja) 2006-10-31 2008-05-15 Nippon Steel Corp 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法及び炭化珪素単結晶インゴット
JP2009256145A (ja) 2008-04-18 2009-11-05 Nippon Steel Corp 炭化珪素単結晶育成用種結晶及びその製造方法
CN101724893A (zh) 2009-11-18 2010-06-09 中国科学院物理研究所 一种制备高纯半绝缘碳化硅晶体的方法
WO2014123036A1 (ja) 2013-02-06 2014-08-14 東洋炭素株式会社 炭化ケイ素－炭化タンタル複合材及びサセプタ
JP2015120616A (ja) 2013-12-24 2015-07-02 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2016037441A (ja) 2014-08-08 2016-03-22 住友電気工業株式会社 単結晶の製造方法
JP2017114728A (ja) 2015-12-24 2017-06-29 昭和電工株式会社 ＳｉＣ単結晶の製造方法及びＳｉＣ単結晶
WO2019176444A1 (ja) 2018-03-13 2019-09-19 信越半導体株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法

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