KR102508851B1 - 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법 및 이로부터 제조된 반절연 탄화규소 단결정 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법은 탄화규소 단결정의 성장을 위해 물리적 기상 수송법(Physical Vapor Transport, PVT) 법을 사용하며, 도가니 내에 탄소원 및 규소원을 공급하는 단계, 상기 도가니를 가열하는 단계, 및 상기 도가니에 도핑 기체를 공급하는 단계를 포함하고, 상기 도가니를 가열하는 단계 이후의 상기 도가니 내의 수직 방향의 온도 구배는 3 도(℃)/cm 이하이다.

Description

반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법 및 이로부터 제조된 반절연 탄화규소 단결정{MANUFACTURING METHOD OF SEMI-INSULATING SILICON CARBIDE SINGLE CRYSTAL AND SEMI-INSULATING SILICON CARBIDE SINGLE CRYSTAL PREPARED THEREBY}
본 발명은 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법 및 이로부터 제조된 반절연 탄화규소 단결정에 관한 것이다.
탄화규소는 최근에 다양한 전자 소자 및 목적을 위한 반도체 재료로서 사용되고 있다. 탄화규소는 특히 물리적 강도 및 화학적 공격에 대한 높은 내성으로 인해 유용하다. 탄화규소는 또한 방사 경도(radiation hardness), 높은 붕괴 파일드(breakdown filed), 비교적 넓은 밴드갭, 높은 포화 전자 드리프트 속도(saturated electron drift velocity), 높은 조작 온도, 및 스펙트럼의 청색(blue), 보라(violet), 및 자외(ultraviolet) 영역에서의 높은 에너지 양자의 흡수 및 방출을 포함하는 우수한 전자적 성질을 가진다.
탄화규소 단결정은 보통 시드 사용 승화 성장 공정에 의해 제조된다. 전형적인 탄화규소 단결정 성장 기술에서, 시드 결정과 소스 분체 모두를 반응 도가니에 담고, 소스와 최저로 냉각된 시드 결정 사이에 열 구배(thermal gradient)가 생성되는 방식으로 반응 도가니를 소스의 승화 온도까지 가열한다. 상기 열 구배는 재료가 소스로부터 시드로 기상 운동을 하도록 촉진하고, 이어서 시드 표면에 응축되어 벌크 결정 성장을 초래한다. 상기 방법을 물리적 기상 수송법(physical vapor transport; PVT)이라고도 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 탄화규소 단결정 중의 질소 함량을 저하시킴으로써 탄화규소 단결정의 반절연성(semi-insulating quality)을 향상시키는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법은 탄화규소 단결정의 성장을 위해 물리적 기상 수송법(Physical Vapor Transport, PVT) 법을 사용하는 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법에서, 도가니 내에 탄소원 및 규소원을 포함하는 혼합물을 공급하는 단계 및 상기 도가니를 가열하는 단계를 포함하고, 상기 도가니를 가열하는 단계 이후의 상기 도가니 내의 수직 방향의 온도 구배는 3 도(℃)/cm 이하일 수 있다.
상기 도가니 내부 탄소/규소의 함량비는 0.32 내지 0.36이다.
상기 혼합물은 도핑 기체를 더 포함하며, 상기 도핑 기체의 함량은 30 내지 60 ppm 일 수 있다.
상기 도핑 기체는 질소계 기체일 수 있다.
상기 도가니 내에 불활성 기체를 주입하는 단계, 및 상기 불활성 기체를 이용하여 퍼징(purging)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 도가니를 가열하는 단계에서, 상기 도가니 내의 온도는 2000도 내지 2400도이고, 상기 도가니 내의 압력은 대기압일 수 있다.
상기 도가니 내의 압력을 1 torr 내지 50 torr로 감압하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바나듐을 도핑하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄화규소 단결정은 전술한 탄화규소 단결정의 제조 방법을 사용하여 제조된다.
상기 탄화규소 단결정이 포함하는 질소 농도는 1017/cm3이하일 수 있다.
이상과 같은 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법에 따르면 질소 함량이 저하되고 반절연성이 우수한 탄화규소 단결정을 수득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄화규소 단결정 제조 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법에 대한 순서도이다.
도 3은 도가니 내의 온도 및 탄소/규소 비율에 따른 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하 본 실시예는 반절연 탄화규소 단결정을 제조하기 위한 장치를 예로서 설명한다. 본 실시예은 반절연 탄화규소 단결정에 한정되지 않으며 다양한 원료의 단결정 성장을 위한 장치에 모두 적용가능하다.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탄화규소 단결정의 제조 방법에 대해 살펴본다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄화규소 단결정의 제조 장치의 간략한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄화규소 단결정의 제조 방법에 대한 간략한 순서도이다.
우선 도 1에 도시된 바와 같이, 대구경 단결정 성장장치(100)는 내부에 단결정 혼합물이 수용되는 도가니(10)와, 도가니(10)를 둘러싸는 단열재(20), 상기 단열재(20)의 외부에 배치되는 석영관(40), 상기 석영관(40)의 외부에 마련되어 도가니(10)를 가열하는 가열수단(42)을 포함한다.
이하 설명에서 도 1의 y축은 축방향이라 하고, x축은 폭방향이라 하며, 상단 상부 상방향이라 함은 도 1에서 y축 방향을 따라 위쪽을 의미하며 하단 하부 하방향이라 함은 그 반대인 아래쪽을 의미한다.
석영관(40)은 도시하지 않은 진공 배기 장치 및 이너가스 유량 조절계와 연결되어 단결정 성장 과정에서 내부가 고진공으로 배기됨과 아울러 아르곤 가스와 각종 도핑 가스(질소 등)를 제공받을 수 있다.
단열재(20)는 석영관(40) 내부에서 도가니(10)를 감싸며 설치된다. 단열재(20)는 도가니(10)의 온도를 결정 성장 온도로 유지한다. 단열재(20) 상, 하부에는 예를 들어 파이로메터(pyrometer)로 반응기 표면의 온도를 측정할 수 있도록 측정구멍(22,24)이 형성될 수 있다. 이에, 석영관(40)으로 공급된 가스는 단열재(20)의 기공을 통해 내부로 투과되어 반응기와 접촉된다.
도가니(10)는 그 내부에 단결정을 제조하기 위한 혼합물(원료)과 종자정(32)을 수용한다.
이와 같은 탄화규소 단결정 제조 장치를 이용한 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법에 대해 이하에서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반절연 탄화규소 단결정을 제조하는 방법은, 도 2에 도시한 바와 같이, 도가니(10) 내에 탄소원 및 규소원을 포함하는 혼합물을 공급하는 단계(S10) 및 혼합물을 가열하는 단계(S20)를 포함한다.
각 단계를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
우선 도가니(10) 내에 혼합물을 공급하는 단계(S10)를 설명한다. 혼합물은 규소원(Si source) 및 탄소원(C source)을 포함하며, 이들을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한다.
이때 혼합물은 도핑 기체를 더 포함할 수 있다. 도핑 기체인 질소계 기체는 도가니(10) 내에 30 내지 60 ppm로 포함될 수 있다. 질소계 기체의 농도가 60 ppm보다 크게 되면 반절연 탄화규소 단결정 성장 시 질소가 지속적으로 공급되어 단결정 내의 질소 농도가 상당할 수 있으며 30ppm보다 적게 되면 결정다형(polytype) 제어가 어려워 기판의 품질이 저하될 수 있기 때문이다.
한편, 도핑 기체는 일례로써 질소(N2) 가스 또는 암모니아(NH3) 가스를 포함할 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 질소를 포함하는 다양한 가스를 포함할 수 있다.
규소원은 규소를 제공할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 규소원은 실리카졸, 이산화규소, 미세 실리카 및 석영 분말 등일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 규소 포함하는 유기 규소 화합물을 규소원으로 사용할 수 있다.
탄소원은 고체 탄소원 또는 유기 탄소 화합물을 포함할 수 있다. 고체 탄소원은 카본 블랙(carbon black), 카본 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 풀러렌(fullerene,C60) 등일 수 있다. 유기 탄소 화합물로는 페놀(phenol) 수지, 프랑(franc) 수지, 자일렌(xylene) 수지, 폴리이미드 (polyimide), 폴리우레탄(polyunrethane), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 셀룰로오스(cellulose), 제당, 피치(pitch), 타르(tar) 등일 수 있다.
이러한 탄소원 및 규소원은 용매를 이용한 습식 혼합 공정, 또는 용매를 이용하지 않은 건식 혼합 공정으로 혼합할 수 있다. 이때, 습식 혼합 공정에 의하면 탄소원과 규소원을 응집할 수 있어 생산성을 향상할 수 있다. 그리고 건식 혼합 공정에 의하면 용매 사용에 따른 비용 및 오염 문제를 방지할 수 있으며, 탄화 공정 등을 생략할 수 있어 공정을 단순화할 수 있다.
이러한 규소원 및 탄소원은 볼 밀(ball mill), 어트리션 밀(attrition bill) 등의 방법으로 혼합하여 혼합 분말을 회수한다. 혼합 분말은 체(sieve)에 의해 걸려져서 회수될 수 있다.
규소원 및 탄소원은 일정한 질량 비율로 혼합될 수 있다. 예를 들어, 규소원에 포함된 규소에 대한 탄소원에 포함된 탄소의 몰(mole)비(이하 "규소에 대한 탄소의 몰비")는 약 1:1.5 내지 1:3 일 수 있다. 규소에 대한 탄소의 몰비가 3을 초과하는 경우에는 탄소의 양이 많아 반응에 참여하지 않고 잔류하는 잔류 탄소의 양이 많아져서 회수율을 저하시킬 수 있다. 그리고 규소에 대한 탄소의 몰비가 1.5 미만인 경우에는 규소의 양이 많아 반응에 참여하지 않고 잔류하는 잔류 규소의 양이 많아져서 회수율을 저하시킬 수 있다. 즉 상기 규소에 대한 탄소의 몰비는 회수율을 고려하여 결정된 것이다.
규소원이 반응 단계의 고온에서 기체 상태로 휘발되는 것을 고려하면, 규소에 대한 탄소의 몰 비는 약 1.8 내지 약 2.7로 할 수 있다.
다음, 종자정(32)이 결합된 도가니(10)를 장치(100) 내로 인입 시키고, 1000℃ 미만의 온도와 진공 압력으로 2 시간 내지 3시간 동안 가열하여 도가니(10)에 포함된 불순물을 제거한다.
그 다음 탄화규소 단결정의 제조 장치에 대해 순화 처리 공정을 실시한다. 순화 처리 공정을 통해서 도가니(10)나 단열재(20)에 남아있는 공기를 제거할 수 있다.
구체적으로 도가니(10) 및 단열재(20)를 아르곤(Ar) 가스 등의 불활성 가스 분위기로 퍼징(purging)할 수 있다. 상기 퍼징 공정은 2회 내지 3회 반복될 수 있다.
이어서, 혼합물을 가열하는 단계(S20)에서 도가니(10) 내에 장입된 상기 혼합물을 가열한다.
도가니(10) 내의 압력은 대기압으로 형성하고, 가열 수단을 이용하여 도가니 내의 온도를 2000℃ 내지 2400℃ 로 가열한다. 여기서, 대기압을 유지하는 이유는 단결정 성장 초기에 원하지 않는 결정 다형의 발생을 방지하기 위함이다. 따라서 대기압을 유지하면서 혼합물을 성장 온도까지 승온시킨다.
다음 도가니(10) 내의 압력이 1 torr 내지 15 torr로 감압된 상태(성장 압력)가 되도록 제어한다. 이와 같은 도가니(10) 내부 조건이 만족되는 경우, 상기 혼합물은 승화되고 단결정을 성장시킨다.
이와 같은 조건의 도가니(10) 내부에서 탄소/규소의 함량비는 약 0.32 내지 0.36일 수 있다.
이와 같은 함량비를 가지는 경우 반절연성을 가지는 탄화규소 단결정의 성장이 용이하기 때문이다. 다시 말해, 반절연 탄화규소 단결정이 포함하는 질소의 함유량을 저하시킬 수 있다.
또한 도가니(10) 내의 수직 방향 온도 구배는 약 3 도(℃)/cm 이하일 수 있다. 수직 방향 온도 구배란 도가니(10) 내에서 종자정(32)과 혼합물 사이에 해당하는 공간에 대한 온도 구배를 의미한다. 즉, 상기 공간에서 수직 방향 온도 구배는 약 3 도(℃)/cm 이하일 수 있다.
이와 같이 낮은 온도 구배를 가지는 경우, 상기 공간에 위치하는 승화 상태의 탄소/규소의 함량이 균일하고, 이를 통해 반절연성을 가지는 탄화규소 단결정의 성장이 용이하기 때문이다. 특히 최종 탄화규소 단결정이 포함하는 질소 함유량을 저하시킬 수 있다.
본 명세서는 일 실시예에 따라 혼합물과 동시에 공급되는 도핑 기체에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 공정 중 질소계 기체를 투입하는 추가 공정도 가능함은 물론이다.
이하에서는 도 3을 참조하여 반절연 탄화규소 단결정의 성장 시 도가니 내부의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면 도가니 내부의 온도가 증가할수록 탄소/규소 함량비가 증가함을 알 수 있다. 이는 상대적 저온에서 탄소의 증기압이 규소의 증기압 보다 낮기 때문이다. 따라서 온도가 상승할수록 탄소의 증기압이 커지는바, 탄소/규소의 함량비가 커진다.
또한 혼합물과 종자정 사이의 수직 온도 구배의 경우, 탄소/규소 함량비가 증가할수록 감소하는 것을 알 수 있다. 즉 온도가 높을수록 탄소/규소의 승화량이 증가하고 이를 통해 확산에 의한 농도가 높아지므로 수직 온도 구배가 감소함을 나타내는 것이다.
종자정 온도 (℃) 압력 (torr) 수직 방향 온도 구배 (℃/cm) 질소 농도 (cm-3)
실험예 1 2200 1~15 11 6 X 1017
실험예 2 2250 1~15 7 2 X 1017
실험예 3 2300 1~15 3 0.5 X 1017
표 1은 도 3에 도시한 온도, 함량 비 등을 기초로 하여 단결정 내 질소 농도를 나타낸 것이다.
표 1 및 도 3을 참조하면, 도가니 내부 온도가 높아질수록 탄화규소 단결정 기판 내의 질소 농도가 낮아짐을 알 수 있었다. 일반적인 전도성 기판이 질소를 1018 내지 1019 정도 포함하는 것을 참고할 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면 도가니 내의 수직 방향 온도 구배, 탄소/규소 함량비 등의 제어를 통해 0.5 X 1017 수준의 질소 농도를 가지는 탄화규소 단결정 기판을 제공할 수 있음을 확인하였다. 즉, 기존에 비해 낮은 질소 농도를 가지는 단결정 기판의 제공이 가능하고 이는 기판의 저항값이 상대적으로 높음을 의미한다. 즉 고저항값을 가지며 반절연성이 우수한 기판을 제공할 수 있다.
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄화규소 단결정의 제조 방법은 탄소/규소의 함량비, 도가니 내의 수직 온도 구배 등의 조건을 제어하여 질소 함량이 낮은 단결정을 제공할 수 있다.
이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 도가니
20 : 단열재
32 : 종자정
40 : 석영관
42 : 가열수단

Claims (10)

  1. 탄화규소 단결정의 성장을 위해 물리적 기상 수송법(Physical Vapor Transport, PVT) 법을 사용하는 탄화규소 단결정의 제조 방법에서,
    도가니 내에 탄소원 및 규소원을 포함하는 혼합물을 공급하는 단계, 및
    상기 혼합물을 가열하는 단계를 포함하고,
    상기 도가니를 가열하는 단계 이후의 상기 도가니 내의 수직 방향의 온도 구배는 3 도(℃)/cm 이하이고,
    상기 도가니 내부 상기 탄소원 및 상기 규소원으로부터 증기압을 형성하는 탄소/규소의 몰(mole)비는 1.8 내지 2.7이며,
    상기 도가니를 가열하는 단계에서, 상기 도가니 내의 온도는 2000도(℃) 내지 2400도(℃)이고, 상기 도가니 내의 압력은 대기압이고,
    상기 제조 공정을 통해 형성된 탄화규소 단결정이 포함하는 질소 농도는 1017 /cm3이하인 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 혼합물은 도핑 기체를 더 포함하며, 상기 도핑 기체의 함량은 30 내지 60 ppm 인 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 도핑 기체는 질소계 기체인 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 도가니 내에 불활성 기체를 주입하는 단계, 및
    상기 불활성 기체를 이용하여 퍼징(purging)하는 단계를 더 포함하는 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에서,
    상기 도가니 내의 압력을 1 torr 내지 50 torr로 감압하는 단계를 더 포함하는 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법.
  8. 제1항에서,
    바나듐을 도핑하지 않는 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 하나의 반절연 탄화규소 단결정의 제조 방법을 사용하여 제조한 반절연 탄화규소 단결정.
  10. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009091222A (ja) * 2007-10-11 2009-04-30 Sumitomo Metal Ind Ltd ＳｉＣ単結晶の製造方法、ＳｉＣ単結晶ウエハ及びＳｉＣ半導体デバイス

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