JP7161784B2 - 炭化珪素インゴット、ウエハ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係る炭化珪素インゴット100は、互いに対向する一面110及び他面120を含み、上部として定義される前記一面は平坦面又は凸面であり、ウエハは、前記一面以下の部分から得られ、前記ウエハは、25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重1N及び18Nのそれぞれにおいて測定した動的機械的分析による緩和弾性率(relaxation modulus)の差が450GPa以下であってもよい。
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係るウエハは、25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で適用した荷重1N及び18Nの条件にて測定した動的機械的分析による緩和弾性率(relaxation modulus)の差が450GPa以下であってもよい。
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係る炭化珪素インゴットの製造方法は、内部空間を有する反応容器200に、原料物質300と炭化珪素種結晶を対向するように配置する準備ステップと;前記内部空間の温度、圧力及び雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記種結晶上に成長した炭化珪素インゴット100を設ける成長ステップと;前記反応容器を冷却させて前記炭化珪素インゴットを回収する冷却ステップと;を含む。
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係るウエハの製造方法は、前記炭化珪素インゴットの製造方法を通じて製造された炭化珪素インゴット100の縁部を研削する研削ステップ;及び前記研削された炭化珪素インゴットを切断してウエハを設ける切断ステップ;を含むことができる。
図1に炭化珪素インゴットの製造装置の一例を示したように、反応容器200の内部空間の下部に原料である炭化珪素粉末を装入し、その上部に炭化珪素種結晶を配置した。このとき、炭化珪素種結晶は、6インチの4H-SiC結晶からなるものを適用し、C面((000-1)面)が内部空間の下部の炭化珪素原料に向かうように通常の方法により固定し、以下の実施例及び比較例に同一に適用した。
前記冷却された炭化珪素インゴットの外周面を、最大外径に対し95%の外径を有するように研削して、均一な外径を有する円柱状に加工し、炭化珪素インゴットの(0001)面と4°のオフ角を有するように切断し、360μmの厚さを有するウエハサンプルを設けた。
前記設けられたウエハサンプルを50mm×50mmの大きさに切断し、これを、500℃、5分の条件で溶融水酸化カリウム(KOH)中に浸漬してエッチングさせ、その表面の欠陥を光学顕微鏡などを通じて撮影した。貝殻型ピットを基底面転位(BPD)、小型の6角形ピットを貫通刃状転位(TED)、黒色の巨大な6角形ピットをマイクロパイプ(MP)として分類した。
前記設けられたウエハサンプルを60mm×10mmの大きさに切断し、DMA Q800(TA instruments社)を通じて、25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた1N~18Nの荷重の範囲において動的機械的分析(dynamic mechanical analysis、DMA)を行い、その結果を表2に示し、表2の実施例1に対するグラフは、図3乃至図5に示した。
110 一面、凸面
111 凸部
120 他面、底面
121 本体部
200 反応容器
210 本体
220 蓋
300 原料
400 断熱材
500 反応チャンバ、石英管
600 加熱手段
700 真空排気装置
800 マスフローコントローラ
810 配管
Claims (5)
- 25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重1N及び18Nにおいてそれぞれ測定した動的機械的分析による緩和弾性率(relaxation modulus)の差が450GPa以下であり、
25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重1Nにおいて測定した前記緩和弾性率は、1510GPa~1800GPaであり、
25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重18Nにおいて測定した前記緩和弾性率は、1800GPa~1960GPaであり、
25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重18Nにおいて測定したクリープコンプライアンス(creep compliance)が0.52μm2/N~0.55μm2/Nであり、
25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重1Nにおいて測定した前記クリープコンプライアンスは、0.60μm2/N~0.62μm2/Nであり、
25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重1N~18Nのいずれかの荷重において測定した動的機械的分析による剛性が51.3kN/m~70.0kN/mであり、
マイクロパイプ(MP)密度が1.5/cm2以下である、炭化珪素ウエハ。 - 前記炭化珪素ウエハは、直径が4インチ以上であり、4H炭化珪素からなる、請求項1に記載の炭化珪素ウエハ。
- 内部空間を有する反応容器に、原料物質と炭化珪素種結晶を互いに対向するように配置する準備ステップと;
前記内部空間の温度、圧力及び雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記種結晶上に成長した炭化珪素インゴットを設ける成長ステップと;
前記反応容器を冷却させて前記炭化珪素インゴットを回収する冷却ステップと;
前記炭化珪素インゴットの縁部を研削する研削ステップと;
前記研削された炭化珪素インゴットを切断して炭化珪素ウエハを設ける切断ステップと;を含み、
前記成長ステップの不活性気体の流量は、70sccm~300sccmであり、
前記冷却ステップの不活性気体の流量は、1sccm~300sccmであり、
前記炭化珪素インゴットは、
互いに対向する一面及び他面を含み、
上部として定義される前記一面は平坦面又は凸面であり、
炭化珪素ウエハは、前記一面以下の部分から得られ、
前記炭化珪素ウエハは、25℃の温度、0.1N/minの荷重速度、1N及び18Nの条件で測定した動的機械的分析による緩和弾性率(relaxation modulus)の差が450GPa以下であり、
25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重1Nにおいて測定した前記緩和弾性率は、1510GPa~1800GPaであり、
25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重18Nにおいて測定した前記緩和弾性率は、1800GPa~1960GPaであり、
25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重18Nにおいて測定したクリープコンプライアンス(creep compliance)が0.52μm2/N~0.55μm2/Nであり、
25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重1Nにおいて測定した前記クリープコンプライアンスは、0.60μm2/N~0.62μm2/Nであり、
25℃の温度、0.1N/minの荷重速度で加えられた荷重1N~18Nのいずれかの荷重において測定した動的機械的分析による剛性が51.3kN/m~70.0kN/mであり、
マイクロパイプ(MP)密度が1.5/cm2以下である、炭化珪素ウエハの製造方法。 - 前記反応容器の熱伝導度は120W/mK以下である、請求項3に記載の炭化珪素ウエハの製造方法。
- 前記冷却ステップでの流れは、前記原料物質から前記炭化珪素種結晶の方向への流れを有する、請求項3に記載の炭化珪素ウエハの製造方法。
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