KR102104751B1 - 탄화규소 잉곳 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 탄화규소 잉곳 및 이의 제조방법에 대한 것으로, 도가니 본체에 원료를, 그리고 탄화규소 시드가 위치하는 도가니 덮개를 상기 도가니 본체에 배치한 후 그 밀도가 0.14 내지 0.28 g/cc인 단열재로 상기 도가니 본체를 감싸서 반응용기를 마련하는 준비단계; 및 상기 반응용기를 반응챔버 내에 위치시키고 상기 반응용기 내부를 결정성장분위기로 조절하여 상기 원료가 상기 탄화규소 시드를 향하도록 증기 이송시키고, 상기 탄화규소 시드로부터 성장시킨 탄화규소 잉곳을 마련하는 성장단계;를 포함하여, 고품질의 4H SiC을 함유하는 탄화규소 잉곳을 제조한다.

Description

탄화규소 잉곳 및 이의 제조방법 {SiC INGOT AND PREPERATION METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 우수한 품질의 탄화규소 잉곳 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
탄화규소(SiC), 실리콘(Si), 질화갈륨(GaN), 사파이어(Al2O3), 갈륨비소(GaAs), 질화알루미늄(AlN) 등의 단결정(single crystal)은 이의 다결정(polycrystal)으로부터 기대할 수 없는 특성을 가져 산업분야에서의 그 수요가 증가하고 있다.
단결정 탄화규소(single crystal SiC)는, 에너지 밴드갭(energy band gap)이 크고, 최대 절연파괴전계(break field voltage) 및 열전도율(thermal conductivity)이 실리콘(Si)보다 우수하다. 또한, 단결정 탄화규소의 캐리어 이동도는 실리콘에 비견되며, 전자의 포화 드리프트 속도 및 내압도 크다. 이러한 특성으로 인해, 단결정 탄화규소는 고효율화, 고내압화 및 대용량화가 요구되는 반도체 디바이스로의 적용이 기대된다.
탄화규소는 액상 증착법(Liquid Phase Epitaxy; LPE), 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD), 물리적 기상 수송법(Physical Vapor Transport, PVT) 등으로 성장된다. 그 중에서 물리적 기상 수송법은 높은 성장률을 가짐으로써 잉곳 형태의 탄화규소를 제작할 수 있어 가장 널리 이용되고 있으며, 시드형 승화법이라고도 불린다.
이러한 탄화규소의 제조 방법으로서, 예컨대 일본 공개특허공보 제2001-114599호에는, 아르곤 가스를 도입할 수 있는 진공용기(가열로) 속에서 히터에 의해 가열하면서 종자정의 온도를 원료 분말의 온도보다도 10 내지 100℃ 낮은 온도로 유지하는 것에 의해, 종자정 상에 단결정 잉곳을 성장시키는 것이 개시되어 있다. 이 외에도 대구경 단결정 잉곳을 실질적으로 결함 없이 제조하고자 하는 시도들이 있다.
국내등록특허 제 10-1760030 호 국내공개특허 제 10-2016-0055102 호 일본 공개특허공보 제2001-114599호
본 발명의 목적은 우수한 품질의 탄화규소 잉곳 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서에서 개시하는 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳의 제조방법은 도가니 본체에 원료를, 그리고 상기 도가니 본체에 탄화규소 시드가 위치하는 도가니 덮개를 배치한 후 그 밀도가 0.14 내지 0.28 g/cc인 단열재로 상기 도가니 본체를 감싸서 반응용기를 마련하는 준비단계; 및 상기 반응용기를 반응챔버 내에 위치시키고 상기 반응용기 내부를 결정성장분위기로 조절하여 상기 원료가 상기 탄화규소 시드에 증기이송되고 증착되어 상기 탄화규소 시드로부터 성장시킨 탄화규소 잉곳을 마련하는 성장단계;를 포함하여, 4H SiC을 함유하는 탄화규소 잉곳을 제조한다.
상기 단열재는 기공도가 72 내지 95 %인 것일 수 있다. 상기 단열재는 기공도가 80 내지 85%인 것일 수 있다.
상기 단열재는 압축강도가 0.2 Mpa 이상인 탄소계 펠트를 포함할 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳은 그 표면이 볼록한 형태 또는 평평한 형태의 것일 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳은 4H SiC 단결정 잉곳일 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳의 (0001)면에 대한 오프각을 4도로 적용한 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.5 내지 + 1.5 도인 것을 포함할 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳의 (0001)면에 대한 오프각을 0도로 적용한 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.0 내지 +1.0 도인 것을 포함할 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳의 (0001)면에 대한 오프각을 8도로 적용한 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.0 내지 +1.0 도인 것을 포함할 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳은 4인치 이상의 대구경 탄화규소 잉곳일 수 있다.
본 명세서에서 개시하는 다른 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳은, 4H SiC을 포함하는 4인치 이상 잉곳으로, (0001)면에 대한 오프각을 4도로 적용한 상기 잉곳의 웨이퍼가 갖는 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.5 내지 +1.5 도이다.
상기 탄화규소 잉곳의 (0001)면에 대한 오프각을 0도로 적용한 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.0 내지 +1.0 도일 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳의 (0001)면에 대한 오프각을 8도로 적용한 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.0 내지 +1.0 도일 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳은 실질적으로 단결정인 4H SiC으로 이루어진 것일 수 잇다.
상기 탄화규소 잉곳은 탄화규소 시드의 C면(000-1) 면 상에서 성장한 것일 수 있다.
본 명세서에서 개시하는 또 다른 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳 성장 시스템은, 반응용기 및 가열수단을 포함하여 탄화규소 잉곳을 성장시키는 시스템으로, 상기 반응용기는, i) 그 내부공간에 원료가 위치하는 도가니 본체, 상기 원료 상에 일정한 간격을 두고 배치되는 탄화규소 시드, 그리고 상기 도가니 본체의 개구부를 덮는 도가니 덮개가 포함되는 도가니 조립체; 그리고 ii) 상기 도가니 조립체를 감싸는 그 밀도가 0.14 내지 0.28 g/cc인 단열재;를 포함하고, 상기 가열수단은 상기 반응용기 또는 그 내부공간을 가열하여, 상기 원료가 상기 탄화규소 시드에 증기 이송되고 증착되어 상기 탄화규소 시드로부터 성장된 탄화규소 잉곳이 마련되도록 결정성장분위기를 조성하여 탄화규소 잉곳을 성장시킨다.
상기 탄화규소 잉곳의 (0001)면에 대한 오프각을 4도로 적용한 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.5 내지 + 1.5 도인 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 탄화규소 잉곳 및 이의 제조방법은 결정 성장의 온도 구배를 정밀하게 제어할 수 있고 보다 우수한 특성의 탄화규소 잉곳을 제공할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에서 적용되는 반응용기와 반응챔버의 구성을 단면으로 설명하는 개념도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
본 명세서에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우만이 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에서, A 상에 B가 위치한다는 의미는 A 상에 직접 맞닿게 B가 위치하거나 그 사이에 다른 층이 위치하면서 A 상에 B가 위치하는 것을 의미하며 A의 표면에 맞닿게 B가 위치하는 것으로 한정되어 해석되지 않는다.
본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B"를 의미한다.
본 명세서에서, “제1”, “제2” 또는 “A”, “B”와 같은 용어는 특별한 설명이 없는 한 동일한 용어를 서로 구별하기 위하여 사용된다.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.
본 명세서에서, 오프 앵글(오프각)이 X 도라 함은 통상 허용하는 오차범위 내에서 기준 면으로부터 X도로 평가되는 오프 앵글을 갖는다는 것을 의미하며, 예시적으로 (X - 0.05 도) 내지 (X + 0.05 도) 범위의 오프 앵글을 포함한다. 4H SiC의 경우 기준 면으로 (0001)면이 적용될 수 있다.
본 명세서에서, 로킹각도가 "1 내지 +1 도”라 함은, 특별한 언급이 없어도 기준각도 대비 -1 내지 +1 도를 의미한다.
본 명세서에서, 로킹 각도가 “기준각도 대비 -1 내지 +1 도”라 함은 FWHM 값이 기준각도인 피크각도를 기준으로 로킹 각도가 (피크각도 - 1 도) 내지 (피크각도 + 1 도)의 범위 내에 있다는 것을 의미한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 보다 결함이 적은 탄화규소 잉곳을 제조하는 방법을 연구하던 중, 물리적 기상 수송법(PVT)을 적용하여 탄화규소를 성장시키는 것은 온도의 제어가 중요하고, 이러한 온도의 제어는 도가니 본체와 시드 홀더에 대한 제어도 중요하나, 반응챔버 내에 상기 도가니 본체 등과 함께 위치하게 되는 단열재와 관련된 제어도 중요하며, 이를 통해 보다 우수한 품질의 탄화규소를 제조할 수 있다는 점을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서에서 개시하는 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳의 제조방법은, 준비단계와 성장단계를 포함하여 4H SiC를 함유하는 탄화규소 잉곳을 제조한다.
상기 준비단계는 도가니 본체(210) 내에 원료(300)를, 그리고 상기 도가니 본체 상에는 탄화규소 시드(110)가 위치하는 도가니 덮개를 배치한 후 그 밀도가 0.14 내지 0.28 g/cc인 단열재(400)로 상기 도가니 본체를 감싸서 반응용기(200)를 마련하는 단계이다.
상기 반응용기(200)는, 잉곳 성장을 위한 반응에 적용되는 용기라면 적용될 수 있고, 구체적으로 그라파이트 도가니가 적용될 수 있다.
예시적으로, 상기 반응용기(200)는 그 내부에 원료물질(300)을 수용하는 내부 공간과 개구부를 갖는 도가니 본체(210)와 상기 도가니 본체(210)의 개구부를 덮는 도가니 덮개(220)를 포함할 수 있다.
상기 도가니 덮개(220)는 상기 도가니 덮개와 일체로 또는 별도로 시드홀더를 더 포함할 수 있으며, 상기 시드홀더에는 탄화규소 시드(110)가 위치한다.
또한, 상기 반응용기(200)는 단열재(400)에 의하여 감싸여 고정되고, 석영관과 같은 반응챔버(420) 내에 상기 반응용기(200)를 감싼 단열재(400)가 위치하도록 세팅된 후, 상기 반응챔버(420)를 감싸는 가열수단(500)에 의하여 상기 반응용기(200) 내의 온도를 제어할 수 있다.
탄화규소 잉곳의 성장은 상기 도가니 본체(210), 상기 도가니 덮개(220) 등의 크기와 종류, 장입되는 원료에 따라서 달라질 수 있고, 성장분위기에서 상기 도가니 본체 내부의 온도 구배 등에 따라서도 잉곳의 품질이 달라질 수 있기 때문에, 상기 반응용기의 단열 정도에 의해서도 잉곳의 품질이 달라질 수 있고, 상기 단열재의 적용도 중요한 역할을 한다. 이는 단열재의 적용에 따라 성장분의기에서 상기 도가니 본체 내부 또는 상기 반응용기 내부의 온도 구배가 달라질 수 있기 때문이라 생각된다.
본 명세서에서는 상기 단열재(400)로 그 밀도가 0.14 내지 0.28 g/cc인 것을 적용할 수 있고, 0.14에서 0.24g/cc인 것을 적용할 수 있으며, 0.14에서 0.19g/cc인 것을 적용할 수 있다. 상기 단열재(400)의 밀도가 0.14 g/cc 미만인 것을 적용하는 경우에는 성장한 잉곳의 형상이 오목하게 성장될 수 있고, 6H-SiC 다형이 발생하여 잉곳의 품질이 떨어질 수 있다. 상기 단열재(400)의 밀도가 0.28 g/cc 초과인 것을 적용하는 경우에는 성장한 잉곳이 과도하게 볼록하게 성장될 수 있으며, 가장자리의 성장율이 낮아져 수율이 감소하거나 잉곳의 크랙 발생이 증가할 수 있다. 상기 단열재는 그 밀도가 0.14에서 0.24g/cc인 것을 적용하는 경우 보다 잉곳의 품질을 향상시킬 수 있으며, 0.14에서 0.19g/cc인 것을 적용하는 것이 잉곳 성장과정에서 결정성장분위기를 제어하고 보다 우수한 품질의 잉곳을 성장시키는 것에 더욱 좋다.
상기 단열재(400)는 기공도가 72 내지 95 %인 것일 수 있고, 75 내지 93 %일 수 있고, 80 내지 91 %인 것일 수 있다. 이러한 기공도를 갖는 단열재를 적용하는 경우 잉곳 크랙 발생을 보다 감소시킬 수 있다.
상기 단열재(400)는 압축강도가 0.2 Mpa 이상인 것일 수 있고, 0.48 Mpa 이상인 것일 수 있으며, 0.8 MPa 이상인 것일 수 있다. 또한, 상기 단열재(400)는 압축강도가 3 MPa 이하인 것일 수 있고, 2.5 MPa 이하인 것일 수 있다. 상기 단열재가 이러한 압축강도를 갖는 경우 열적/기계적 안정성이 우수하고, 재(ash)가 발생할 확률이 떨어져 보다 우수한 품질의 SiC 잉곳을 제조할 수 있다.
상기 단열재(400)는 탄소계 펠트를 포함할 수 있고, 구체적으로 그라파이트 펠트를 포함할 수 있으며, 레이온계 그라파이트 펠트 또는 피치계 그라파이트 펠트를 포함할 수 있다.
상기 단열재(400)는 20 mm 이상의 두께로 적용될 수 있고, 30 mm 이상의 두께로 적용될 수 있다. 또한, 상기 단열재(400)는 150 mm 이하의 두께로 적용될 수 있고 120 mm 이하의 두께로 적용될 수 있으며 80 mm이하의 두께로 적용될 수 있다. 이러한 두께 범위로 상기 단열재를 적용하는 경우 단열재의 불필요한 낭비 없이 단열 효과를 충분하게 얻을 수 있다.
상기 성장단계는 상기 반응용기(200)를 반응챔버(420) 내에 위치시키고 상기 반응용기 내부를 결정성장분위기로 조절하여 상기 원료(300)가 상기 탄화규소 시드(110)를 향하도록 증기 이송시키고, 상기 탄화규소 시드로부터 성장시킨 탄화규소 잉곳(100)을 마련하는 단계이다.
상기 결정성장분위기는 상기 반응챔버(420) 외부의 가열수단(500)에 의하여 도가니 또는 도가니 내부공간을 가열하여 진행될 수 있으며, 상기 가열과 동시에 또는 별도로 감압하여 공기를 제거하고, 감압분위기 또는 불활성 분위기(예시, Ar 분위기, N2 분위기 또는 이의 혼합 분위기)에서 탄화규소 결정의 성장을 유도할 수 있다.
구체적으로, 상기 결정성장분위기는 고온 분위기에서 원료물질들의 승화와 재결정을 유도하여 잉곳(100)을 성장시킨다. 상기 결정성장분위기는 2000 내지 2500 ℃의 성장온도와 1 내지 200 torr의 성장압력 조건이 적용될 수 있고, 이러한 온도와 압력을 적용하는 경우 보다 효율적으로 탄화규소 잉곳을 제조할 수 있다.
구체적으로, 상기 결정성장분위기는 도가니 상하부 표면 온도가 2100 내지 2500 ℃의 성장온도와 1 내지 50 torr의 성장압력 조건이 적용될 수 있으며, 더 자세하게는 도가니 상하부 표면 온도가 2150 내지 2450 ℃의 성장온도와 1 내지 40 torr의 성장압력 조건이 적용될 수 있다. 더 구체적으로 도가니 상하부 표면 온도가 2150 내지 2350 ℃의 성장온도와 1 내지 30 torr의 성장압력 조건이 적용될 수 있다.
위에서 설명한 결정성장분위기를 탄화규소 잉곳의 성장에 적용하는 경우 보다 고품질의 탄화규소 잉곳을 제조하는데 보다 유리하다.
상기 탄화규소 시드(110)는 성장시키려는 잉곳의 특성에 따라 달리 적용될 수 있는데, 예시적으로 4H-SiC, 6H-SiC, 3C-SiC, 15R-SiC 등이 적용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 탄화규소 시드(110)는 성장시키려는 잉곳의 크기에 따라 달리 적용될 수 있는데, 상기 잉곳은 4 인치 이상의 직경을 가진 것일 수 있고, 구체적으로, 상기 잉곳은 4인치 이상, 5인치 이상, 나아가 6인치 이상의 구경을 가질 수 있다. 더 구체적으로 상기 잉곳은 4 내지 12 인치, 4 내지 10 인치, 또는 4 내지 8 인치의 직경을 가질 수 있다. 상기 탄화규소 시드는 이러한 잉곳의 특성에 따라 적절한 것이 적용될 수 있다.
상기 탄화규소 시드(110)는 단결정 4H-SiC를 성장시킬 수 있는 것이라면 적용 가능하고, 예시적으로 탄화규소 잉곳이 성장하는 전면이 C면(000-1)인 4H-SiC 시드가 적용될 수 있다.
상기 원료(300)는 탄소원과 규소원을 갖는 분말 형태가 적용될 수 있으며, 상기 분말이 서로 연결되도록 네킹처리한 원료 또는 표면을 탄화처리한 탄화규소 분말 등이 적용될 수 있다.
상기 원료(300)는 결정성장분위기에서 승화하여 탄화규소 시드로 이동하며, 상기 시드에서 재결정되어 탄화규소 잉곳을 형성한다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 4H SiC을 함유하는 것으로, 그 표면이 볼록한 형태 또는 평평한 형태의 것일 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 결함이나 다형 혼입이 최소화된 실질적으로 단결정인 4H SiC 잉곳일 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 실질적으로 4H SiC로 이루어진 것으로, 그 표면이 볼록한 형태 또는 평평한 형태의 것일 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳의 표면이 오목한 형태로 형성되는 경우 의도하는 4H-SiC 결정 외에 6H-SiC와 같은 다른 다형이 혼입된 것일 수 있고, 이는 탄화규소 잉곳의 품질을 떨어드릴 수 있다. 또한 상기 탄화규소 잉곳의 표면이 과도하게 볼록한 형태로 형성되는 경우에는 잉곳 자체에 크랙이 발생하거나, 웨이퍼로 가공할 때 결정이 깨질 수 있다.
이때, 상기 탄화규소 잉곳이 과도하게 볼록한 형태의 잉곳인지 여부는 휘어짐 정도를 기준으로 판단하며, 본 명세서에서 제조되는 탄화규소 잉곳은 휘어짐이 15 mm 이하인 것일 수 있다.
상기 휘어짐은, 탄화규소 잉곳의 성장이 완료된 샘플을 정반 위에 놓고 잉곳 후면을 기준으로 잉곳의 중심과 가장자리의 높이를 높이 게이지(Height Gauge)로 측정하여 (중심 높이 - 가장자리높이)의 값으로 평가한다. 휘어짐의 수치가 양의 값이면 볼록함을 의미하고 0의 값은 평평함, 그리고 음의값은 오목함을 의미한다.
구체적으로, 상기 탄화규소 잉곳(100)은 그 표면이 볼록한 형태 또는 평평한 형태의 것으로 휘어짐이 0 내지 15 mm인 것일 수 있고, 0 내지 12 mm일 수 있으며, 0 내지 10 mm인 것일 수 있다. 이러한 휘어짐 정도를 갖는 탄화규소 잉곳은 웨이퍼 가공이 보다 용이하고 깨짐 발생을 감소시킬 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 탄화규소 잉곳에서 발생할 수 있는 결함을 줄인 것으로 보다 고품질의 탄화규소 웨이퍼를 제공할 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳은 통상의 방법으로 탄화규소 웨이퍼로 가공될 수 있다.
예시적으로, 상기 탄화규소 잉곳을 외경 연삭 장비를 적용하여 잉곳의 외곽 테두리 부분을 다듬고(External Grinding), 일정한 두께로 절삭(Slicing)한 후 가장자리 연삭과 표면 연마, 폴리싱 등의 가공이 진행될 있다.
구체적으로, 상기 탄화규소 웨이퍼는, 상기 잉곳의 (0001)면에 대해 0 내지 8도에서 선택된 어느 한 각도인 오프각을 적용한 웨이퍼를 기준으로 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.5 내지 + 1.5 도인 것을 포함할 수 있고, 기준각도 대비 -1.0 내지 +1.0 도인 것을 포함할 수 있으며, 기준각도 대비 -0.5 내지 +0.5 도인 것을 포함할 수 있고, 기준각도 대비 -0.1 내지 +0.1 도인 것을 포함할 수 있으며, 기준각도 대비 -0.05 내지 +0.05 도인 것을 포함할 수 있다. 이러한 특징을 갖는 웨이퍼는 우수한 결정질 특성을 갖는다.
상기 로킹 각도는 고분해능 엑스선 회절 분석 시스템(HR-XRD system)을 적용하여 상기 웨이퍼 [11-20] 방향을 X-ray 경로에 맞추고, X-ray source optic과 X-ray detector optic 각도를 2θ(35 내지 36도)로 설정한 후 웨이퍼의 오프 각도에 맞추어 오메가(ω, 또는 쎄타 θ, X-ray detector optic) 각도를 조절하여 로킹 커브(Rocking curve)를 측정하고, 기준각도인 피크각도와 두 개의 FWHM(full width at half maximum) 값의 차이 값을 각각 로킹 각도로 설정하여 결정성을 평가한다(이하, 로킹 각도에서 동일함).
본 명세서에서, 오프각이 X 도라 함은 통상 허용하는 오차범위 내에서 X도로 평가되는 오프각을 갖는다는 것을 의미하며, 예시적으로 (X - 0.05 도) 내지 (X + 0.05 도) 범위의 오프각을 포함한다.
본 명세서에서, 로킹 각도가 “기준각도 대비 -1 내지 +1 도”라 함은 FWHM 값이 기준각도인 피크각도를 기준으로 (피크각도 - 1 도) 내지 (피크각도 + 1 도)의 범위 내에 있다는 것을 의미한다.
또한, 상기 로킹 각도는 웨이퍼의 중앙 부분과 가장자리에서 중앙 방향으로 5mm 이내의 부분을 제외한 표면을 실질적으로 균등하게 3등분하여, 각 부분에서 3번 이상 측정한 결과를 평균하여 위의 로킹 각도로 취급한다.
구체적으로, 잉곳의 (0001)면에 대해 0 내지 8도의 범위에서 선택된 각도인 오프각을 적용한 웨이퍼들 중, 오프각이 0도 일 경우, 오메가 각도는 17.8111도이고, 4도 오프 일 경우, 오메가 각도는 13.811도, 그리고 8도 오프 일 경우, 오메가 각도는 9.8111도로, 상기 오프각이 0~8도인 웨이퍼들의 오메가 각도는 9.8111 내지 17.8111 도 범위이다.
본 명세서의 다른 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳(100)은 4H SiC을 포함하는 4인치 이상 잉곳으로, 상기 잉곳의 (0001)면에 대해 0 내지 8도의 범위에서 선택된 각도를 오프 각으로 적용한 상기 잉곳의 웨이퍼가 갖는 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.5 내지 +1.5 도이다.
구체적으로, 상기 잉곳으로부터 얻어지는 탄화규소 웨이퍼는, 상기 잉곳으로부터 (0001)면에 대해 0 내지 8도의 범위에서 선택된 어느 한 각도인 오프 각을 적용한 웨이퍼에서 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.5 내지 + 1.5 도인 것을 포함할 수 있고, 기준각도 대비 -1.0 내지 +1.0 도인 것을 포함할 수 있으며, 기준각도 대비 -0.5 내지 +0.5 도인 것을 포함할 수 있고, 기준각도 대비 -0.1 내지 +0.1 도인 것을 포함할 수 있으며, 기준각도 대비 -0.05 내지 +0.05 도인 것을 포함할 수 있다. 이러한 특징을 갖는 잉곳은 우수한 결정질 특성을 갖는다.
구체적으로, 상기 잉곳으로부터 (0001)면에 대해 오프 각이 0도인 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.0 내지 +1.0 도인 것을 포함할 수 있고, 기준각도 대비 -0.5 내지 +0.5 도인 것을 포함할 수 있으며, 기준각도 대비 -0.1 내지 +0.1 도인 것을 포함할 수 있고, 기준각도 대비 -0.05 내지 +0.05 도인 것을 포함할 수 있다. 이러한 특징을 갖는 잉곳은 우수한 결정질 특성을 갖는다.
구체적으로, 상기 잉곳으로부터 (0001)면에 대해 오프 각이 4도인 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.0 내지 +1.0 도인 것을 포함할 수 있고, 기준각도 대비 -0.5 내지 +0.5 도인 것을 포함할 수 있으며, 기준각도 대비 -0.1 내지 +0.1 도인 것을 포함할 수 있고, 기준각도 대비 -0.05 내지 +0.05 도인 것을 포함할 수 있다. 이러한 특징을 갖는 잉곳은 우수한 결정질 특성을 갖는다.
구체적으로, 상기 잉곳으로부터 (0001)면에 대해 오프 각이 8도인 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.0 내지 +1.0 도인 것을 포함할 수 있고, 기준각도 대비 -0.5 내지 +0.5 도인 것을 포함할 수 있으며, 기준각도 대비 -0.1 내지 +0.1 도인 것을 포함할 수 있고, 기준각도 대비 -0.05 내지 +0.05 도인 것을 포함할 수 있다. 이러한 특징을 갖는 잉곳은 우수한 결정질 특성을 갖는다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 결함이나 다형 혼입이 최소화된 실질적으로 단결정인 4H SiC을 포함할 수 있고, 실질적으로 단결정인 4H SiC곳으로 이루어진 것일 수 있다.
상기 잉곳은 4인치 이상, 5인치 이상, 나아가 6인치 이상의 구경을 가질 수 있다. 더 구체적으로 상기 잉곳은 4 내지 12 인치, 4 내지 10 인치, 또는 4 내지 8 인치의 직경을 가질 수 있다. 상기 탄화규소 시드는 이러한 잉곳의 특성에 따라 적절한 것이 적용될 수 있다.
상기 잉곳은 탄화규소 시드의 C면(000-1) 면 상에서 성장한 것일 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 그 표면이 볼록한 형태 또는 평평한 형태의 것으로 휘어짐이 15 mm 이하인 것일 수 있고, 12 mm 이하인 것일 수 있으며, 상기 휘어짐이 0 내지 10 mm 인 것일 수 있다. 이러한 휘어짐 정도를 갖는 탄화규소 잉곳은 웨이퍼 가공이 보다 용이하고 깨짐 발생을 감소시킨 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 탄화규소 웨이퍼의 제조방법은 위에서 설명한 방법으로 제조한 탄화규소 잉곳을 마련하여 슬라이싱단계;와 연마단계;를 거쳐 탄화규소 웨이퍼로 제조한다. 탄화규소 잉곳과 그 제조방법에 대한 설명은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 상세한 기재를 생략한다.
상기 슬라이싱단계는 탄화규소 잉곳을 일정한 오프각을 갖도록 슬라이싱하여 슬라이싱된 결정을 마련하는 단계이다. 상기 오프각은 4H SiC에서 (0001)면을 기준으로 한다. 상기 오프각은 구체적으로 0 내지 15 도에서 선택된 어느 한 각도일 수 있고, 0 내지 12 도에서 선택된 어느 한 각도일 수 있으며, 0 내지 8도에서 선택된 어느 한 각도일 수 있다.
상기 슬라이싱은 통상 웨이퍼 제조에 적용되는 슬라이싱 방법이라면 적용할 수 있고, 예시적으로 다이아몬드 와이어나 다이아몬드 슬러리를 적용한 와이어를 이용한 절삭, 다이아몬드가 일부 적용된 블레이드나 휠을 이용하는 절삭 등이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 슬라이싱된 결정의 두께는 제조하고자 하는 웨이퍼의 두께를 고려하여 조절될 수 있고, 이후 설명하는 연마단계에서 연마된 후의 두께를 고려하여 적절한 두께로 슬라이싱될 수 있다.
상기 연마단계는 상기 슬라이싱된 결정을 연마하여 그 두께가 300 내지 800 um에서 선택된 어느 한 두께로 감소된 웨이퍼를 형성하는 단계이다.
상기 연마단계는 통상 웨이퍼 제조에 적용되는 연마 방법이 적용될 수 있고, 예시적으로 랩핑(Lapping) 및/또는 그라인딩(Grinding) 등의 공정이 진행된 후, 폴리싱(polishing) 등이 진행되는 방식이 적용될 수 있다.
이렇게 제조되는 탄화규소 웨이퍼에 대한 구체적인 설명은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
본 발명이 또 다른 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳 제조 시스템은, 반응용기 및 반응챔버(420)를 포함하여 탄화규소 잉곳을 성장시키는 시스템이다.
상기 반응용기는, i) 그 내부공간에 원료(300)가 위치하는 도가니 본체(210), 상기 원료 상에 위치하는 탄화규소 시드(110), 그리고 상기 도가니 본체의 개구부를 덮는 도가니 덮개(220)가 포함되는 도가니 조립체(200); 그리고 ii) 상기 도가니 조립체를 감싸는 단열재(400);를 포함한다.
상기 반응챔버(420)는 그 내부에 상기 반응용기가 위치하는 것으로, 상기 도가니 본체(210)의 내부공간에서 상기 원료(300)가 증기 이송되고 상기 탄화규소 시드(110)의 성장면에서 탄화규소 결정이 성장하도록 결정성장분위기를 조성하는 것이다.
상기 단열재, 상기 탄화규소 잉곳, 이로부터 얻어지는 웨이퍼 등의 구체적인 설명은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로, 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
탄화규소 잉곳의 성장
도 1에 구조를 제시한 것과 같이, 도가니 본체(210) 내부에 장입하고, 그 상부에 탄화규소 시드(110)를 배치하였다. 이 때, 탄화규소 시드(4H SiC 단결정, 6인치)의 C면(000-1) 면이 도가니 하부를 향하도록 통상의 방법으로 고정하였으며, 아래 실시예 및 비교예에 동일하게 적용하였다.
도가니 본체(210)를 도가니 덮개(220)로 덮고, 표 1에 제시된 특징을 갖는 단열재(400)로 에워싼 뒤, 가열수단(500)인 가열 코일이 구비된 반응챔버(420) 내에 넣었다. 상기 단열재로는 모간 사의 Rigid Felt를 적용했으며, 그 두께는 30 내지 100 mm의 범위였다.
도가니(200) 내를 진공 상태로 만든 뒤, 아르곤 가스를 서서히 주입하여 상기 도가니(200) 내가 대기압에 도달하도록 하고, 다시 상기 도가니(200) 내를 서서히 감압시켰다. 이와 함께, 도가니(200) 내의 온도를 2300℃까지 서서히 승온시켰다.
2300℃의 온도와 20 torr의 압력 조건 하에서 100시간 동안 탄화규소 시드의 보호막이 구비되지 않은 면에 SiC 단결정 잉곳을 성장시켰다.
탄화규소 잉곳의 물성 평가
1) 휘어짐은 열처리가 끝난 후에 샘플을 정반 위에 놓고 높이 게이지(Height Gauge)를 이용하여 잉곳의 후면을 기준으로 잉곳의 중심과 가장자리의 높이를 측정하여 그 편차를 확인했다.
2) 로킹 각도 평가: 고분해능 엑스선 회절 분석 시스템(HR-XRD system, Rigaku社 SmartLab High Resolution X-ray Diffraction System)을 적용하여 상기 잉곳 (0001)면을 기준으로 표 2에 제시된 각각의 오프각이 적용된 웨이퍼를 준비하고, 웨이퍼의 [11-20] 방향을 X-ray 경로에 맞추고, X-ray source optic과 X-ray detector optic 각도를 2θ(35 내지 36도)로 설정한 후 웨이퍼의 오프 각도에 맞추어 오메가(ω, 또는 쎄타 θ, X-ray detector optic) 각도를 조절하여 측정하였다. 구체적으로 0도 오프 기준으로 오메가 각도는 17.8111도이고, 4도 오프 기준으로 오메가 각도는 13.811도, 그리고 8도 오프 기준으로 오메가 각도는 9.8111도를 적용했다. X-ray power는 9kW로, 그리고 X-ray target은 Cu를 적용했으며, Goniometer resolution는 0.0001 도인 것이 적용되었다. Max Intensity에서의 각도를 기준으로 FWHM을 측정하여 각각 로킹 각도(Rocking angle)로 평가했고, 그 결과를 표 2에 나타냈다.
아래 결과는 웨이퍼의 중앙부와 가장자리에서 5 mm 이내 부분을 제외한 표면을 3등분하여, 각 부분에서 최소한 3번 이상을 측정한 결과를 평균하여 나타냈다.
3) 다형혼입 여부: 성장시킨 잉곳의 다형혼입 여부는 자외선 유도 발광 이미지 분석 방법으로 평가하였다. 다형혼입이 있는 경우는 fail, 다형혼입이 관찰되지 않은 경우는 pass로 평가했다.
4) 압축강도 평가: 압축강도는 Felt의 두께방향 또는 면방향으로 압력을 가했을 때 5%의 변형이 생길 때의 압력으로 평가했다.
5) 기공도 평가: 수은관입법을 이용하여 기공도를 측정했다. (Micromeritics社, AutoPore IV 9520)
Felt 밀도 [g/cc] Felt 기공도 (%) 압축강도 (MPa) 휘어짐 (mm) 다형혼입
실시예 1 0.17 83% 0.36 2.4 Pass
실시예 2 0.16 90% 0.15 2.8 Pass
실시예 3 0.16 85% 0.30 4.2 Pass
실시예 4 0.25 82% 1.07 4.0 Pass
실시예 5 0.15 85% 0.20 4.3 Pass
비교예 1 0.13 85% 0.18 -1 Fail
비교예 2 0.29 79% 0.19 16 Fail
오프각(Wafer Off angle) XRD [11-20]
피크각도
(angle at Max Intensity)		 로킹 앵글
(Rocking angle)		 피크각도
(angle at Max Intensity)		 로킹 앵글
(Rocking angle)		 피크각도
(angle at Max Intensity)		 로킹 앵글
(Rocking angle)
실시예 1 0° 17.811° ±0.2° - - - -
실시예 2 4° - - 13.811° ± 0.08° - -
실시예 3 0° 17.811° ±0.05° - - - -
실시예 4 4° - - 13.811° ± 0.10° - -
실시예 5 8° - - - - 9.811° ± 0.06°
비교예 1 0° 17.811° ± 1.8° - - - -
비교예 2 0° 17.811° ± 1.7° - - - -
상기 표 1과 표 2를 참고하며, 본 명세서에서 개시하는 실시예에 따른 샘플들이 전체적으로 물성이 우수하며 특히 로킹 각도의 면에서 월등하게 우수한 결과를 보여주었다. 적용하는 펠트의 밀도에 따라 제조된 동일한 조건에서 성장시킨 탄화규소 잉곳의 휘어짐 정도에 비교적 큰 차이를 보였으며, 이는 결정성장분위기의 제어가 펠트의 밀도와 연관된다는 것을 보여주는 결과라 생각된다. 이는 0 내지 8도 사이에서 선택된 잉곳 (0001)면을 기준으로 하는 오프각을 적용한 웨이퍼의 결정 품질에서도 차이를 보이며, 특히 로킹 앵글에서 큰 차이를 보여주었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 탄화규소 잉곳 110: 탄화규소 시드
200: 반응용기 210: 도가니 본체
220: 시드홀더, 도가니 덮개
300: 원료, 원료물질 400: 단열재
420: 반응챔버, 석영관 500: 가열수단

Claims (15)

  1. 도가니 본체에 원료를, 그리고 상기 도가니 본체에 탄화규소 시드가 위치하는 도가니 덮개를 배치한 후 밀도가 0.14 내지 0.19 g/cc인 단열재로 상기 도가니 본체를 감싸서 반응용기를 마련하는 준비단계; 및
    상기 반응용기를 반응챔버 내에 위치시키고 상기 반응용기 내부를 결정성장분위기로 조절하여 상기 원료가 상기 탄화규소 시드에 증기이송되고 증착되어 상기 탄화규소 시드로부터 성장시킨 탄화규소 잉곳을 마련하는 성장단계;를 포함하고,
    상기 단열재는 압축강도가 0.2 Mpa 이상인 탄소계 펠트를 포함하고,
    상기 단열재는 기공도가 80 내지 85%인 것이고,
    상기 탄화규소 잉곳은 그 표면이 볼록한 형태 또는 평평한 형태의 것이고,
    상기 탄화규소 잉곳은 4인치 이상의 대구경으로 휘어짐이 0 내지 10 mm인, 탄화규소 잉곳의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄화규소 잉곳은 4H SiC 단결정 잉곳인, 탄화규소 잉곳의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탄화규소 잉곳의 (0001)면에 대한 오프각을 4도로 적용한 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.5 내지 + 1.5 도인 것을 포함하는, 탄화규소 잉곳의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄화규소 잉곳의 (0001)면에 대한 오프각을 0도로 적용한 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.0 내지 +1.0 도인 것을 포함하는, 탄화규소 잉곳의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄화규소 잉곳의 (0001)면에 대한 오프각을 8도로 적용한 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.0 내지 +1.0 도인 것을 포함하는, 탄화규소 잉곳의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 반응용기 및 가열수단을 포함하여 탄화규소 잉곳을 성장시키는 시스템으로,
    상기 반응용기는, i) 그 내부공간에 원료가 위치하는 도가니 본체, 상기 원료 상에 일정한 간격을 두고 배치되는 탄화규소 시드, 그리고 상기 도가니 본체의 개구부를 덮는 도가니 덮개가 포함되는 도가니 조립체; 그리고 ii) 상기 도가니 조립체를 감싸는 그 밀도가 0.14 내지 0.19 g/cc인 단열재;를 포함하고,
    상기 단열재는 압축강도가 0.2 Mpa 이상인 탄소계 펠트를 포함하고,
    상기 단열재는 기공도가 80 내지 85%인 것이고,
    상기 가열수단은 상기 반응용기 또는 그 내부공간을 가열하여, 상기 원료가 상기 탄화규소 시드에 증기 이송되고 증착되어 상기 탄화규소 시드로부터 성장된 탄화규소 잉곳이 마련되도록 결정성장분위기를 조성하여, 탄화규소 잉곳을 성장시키고,
    상기 탄화규소 잉곳은 그 표면이 볼록한 형태 또는 평평한 형태의 것이고,
    상기 탄화규소 잉곳은 4인치 이상의 대구경으로 휘어짐이 0 내지 10mm인, 탄화규소 잉곳 성장 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 탄화규소 잉곳의 (0001)면에 대한 오프각을 4도로 적용한 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.5 내지 + 1.5 도인 것을 포함하는, 탄화규소 잉곳 성장 시스템.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102192518B1 (ko) * 2020-07-14 2020-12-17 에스케이씨 주식회사 웨이퍼 및 웨이퍼의 제조방법
KR102229588B1 (ko) * 2020-05-29 2021-03-17 에스케이씨 주식회사 웨이퍼의 제조방법, 에피택셜 웨이퍼의 제조방법, 이에 따라 제조된 웨이퍼 및 에피택셜 웨이퍼
KR102245213B1 (ko) * 2020-11-27 2021-04-26 에스케이씨 주식회사 탄화규소 잉곳의 제조방법 및 탄화규소 잉곳 제조 시스템
TWI750661B (zh) * 2019-10-22 2021-12-21 南韓商賽尼克股份有限公司 碳化矽晶錠、其製造方法以及碳化矽晶片的製備方法
EP3926079A1 (en) * 2020-06-16 2021-12-22 SKC Co., Ltd. Silicon carbide ingot, wafer, method for producing a silicon carbide ingot, and method for manufacturing a wafer
US11339497B2 (en) 2020-08-31 2022-05-24 Senic Inc. Silicon carbide ingot manufacturing method and silicon carbide ingot manufactured thereby
KR102442732B1 (ko) * 2021-11-05 2022-09-13 주식회사 쎄닉 탄화규소 웨이퍼 및 이의 제조방법
EP4144895A4 (en) * 2020-06-02 2023-12-27 SENIC Inc. METHOD FOR PRODUCING A SILICON CARBIDE BLOCK, SILICON CARBIDE BLOCKS AND GROWTH SYSTEM THEREOF

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001114599A (ja) 1999-10-15 2001-04-24 Denso Corp 単結晶製造方法及び単結晶製造装置
KR20120024767A (ko) * 2009-09-24 2012-03-14 스미토모덴키고교가부시키가이샤 탄화규소 잉곳, 탄화규소 기판, 이들의 제조 방법, 도가니, 및 반도체 기판
KR20120082873A (ko) * 2009-09-15 2012-07-24 투-식스 인코포레이티드 ＳｉＣ 단결정의 승화 성장
JP2013082629A (ja) * 2010-06-07 2013-05-09 Sicrystal Ag ファセットのないＳｉＣバルク単結晶の製造方法、ＳｉＣバルク単結晶及び単結晶ＳｉＣ基板
KR20160055102A (ko) 2014-09-30 2016-05-17 신닛테츠스미킹 마테리알즈 가부시키가이샤 탄화규소 단결정 웨이퍼 및 탄화규소 단결정 잉곳의 제조 방법
KR101760030B1 (ko) 2016-03-02 2017-08-01 한국세라믹기술원 대구경 탄화규소 단결정 성장 장치로부터 소구경 탄화규소 단결정을 성장시키는 방법 및 장치
KR20170126789A (ko) * 2016-05-10 2017-11-20 도요타 지도샤（주） SiC 단결정 및 그 제조 방법
JP2018184324A (ja) * 2017-04-26 2018-11-22 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 (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001114599A (ja) 1999-10-15 2001-04-24 Denso Corp 単結晶製造方法及び単結晶製造装置
KR20120082873A (ko) * 2009-09-15 2012-07-24 투-식스 인코포레이티드 ＳｉＣ 단결정의 승화 성장
KR20120024767A (ko) * 2009-09-24 2012-03-14 스미토모덴키고교가부시키가이샤 탄화규소 잉곳, 탄화규소 기판, 이들의 제조 방법, 도가니, 및 반도체 기판
JP2013082629A (ja) * 2010-06-07 2013-05-09 Sicrystal Ag ファセットのないＳｉＣバルク単結晶の製造方法、ＳｉＣバルク単結晶及び単結晶ＳｉＣ基板
KR20160055102A (ko) 2014-09-30 2016-05-17 신닛테츠스미킹 마테리알즈 가부시키가이샤 탄화규소 단결정 웨이퍼 및 탄화규소 단결정 잉곳의 제조 방법
KR101760030B1 (ko) 2016-03-02 2017-08-01 한국세라믹기술원 대구경 탄화규소 단결정 성장 장치로부터 소구경 탄화규소 단결정을 성장시키는 방법 및 장치
KR20170126789A (ko) * 2016-05-10 2017-11-20 도요타 지도샤（주） SiC 단결정 및 그 제조 방법
JP2018184324A (ja) * 2017-04-26 2018-11-22 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

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI750661B (zh) * 2019-10-22 2021-12-21 南韓商賽尼克股份有限公司 碳化矽晶錠、其製造方法以及碳化矽晶片的製備方法
US11466383B2 (en) 2019-10-22 2022-10-11 Senic Inc. Silicon carbide ingot, method of preparing the same, and method for preparing silicon carbide wafer
TWI776220B (zh) * 2020-05-29 2022-09-01 南韓商賽尼克股份有限公司 磊晶晶圓、晶圓及其製造方法
KR102229588B1 (ko) * 2020-05-29 2021-03-17 에스케이씨 주식회사 웨이퍼의 제조방법, 에피택셜 웨이퍼의 제조방법, 이에 따라 제조된 웨이퍼 및 에피택셜 웨이퍼
EP3916137A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-01 SKC Co., Ltd. Wafer manufacturing method, epitaxial wafer manufacturing method, and wafer and epitaxial wafer manufactured thereby
US11939698B2 (en) 2020-05-29 2024-03-26 Senic Inc. Wafer manufacturing method, epitaxial wafer manufacturing method, and wafer and epitaxial wafer manufactured thereby
KR102262864B1 (ko) * 2020-05-29 2021-06-08 에스케이씨 주식회사 웨이퍼의 제조방법, 에피택셜 웨이퍼의 제조방법, 이에 따라 제조된 웨이퍼 및 에피택셜 웨이퍼
EP4144895A4 (en) * 2020-06-02 2023-12-27 SENIC Inc. METHOD FOR PRODUCING A SILICON CARBIDE BLOCK, SILICON CARBIDE BLOCKS AND GROWTH SYSTEM THEREOF
EP3926079A1 (en) * 2020-06-16 2021-12-22 SKC Co., Ltd. Silicon carbide ingot, wafer, method for producing a silicon carbide ingot, and method for manufacturing a wafer
US11566344B2 (en) 2020-06-16 2023-01-31 Senic Inc. Silicon carbide ingot, wafer, method for producing a silicon carbide ingot, and method for manufacturing a wafer
EP3940122A1 (en) * 2020-07-14 2022-01-19 SKC Co., Ltd. Sic wafer and method of manufacturing sic wafer
KR102192518B1 (ko) * 2020-07-14 2020-12-17 에스케이씨 주식회사 웨이퍼 및 웨이퍼의 제조방법
US11289576B2 (en) 2020-07-14 2022-03-29 Senic Inc. Wafer and method of manufactruring wafer
TWI758186B (zh) * 2020-07-14 2022-03-11 南韓商賽尼克股份有限公司 晶片及晶片的製造方法
CN114108092A (zh) * 2020-07-14 2022-03-01 赛尼克公司 晶片及晶片的制造方法
US11862685B2 (en) 2020-07-14 2024-01-02 Senic Inc. Wafer and method of manufacturing wafer
US11339497B2 (en) 2020-08-31 2022-05-24 Senic Inc. Silicon carbide ingot manufacturing method and silicon carbide ingot manufactured thereby
KR102245213B1 (ko) * 2020-11-27 2021-04-26 에스케이씨 주식회사 탄화규소 잉곳의 제조방법 및 탄화규소 잉곳 제조 시스템
KR102442732B1 (ko) * 2021-11-05 2022-09-13 주식회사 쎄닉 탄화규소 웨이퍼 및 이의 제조방법

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