KR20210050858A - 탄화규소 잉곳, 웨이퍼 및 이의 제조방법 - Google Patents

탄화규소 잉곳, 웨이퍼 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

구현예는 탄화규소 잉곳, 웨이퍼 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳으로부터 절단된 웨이퍼의 표면은 그 표면에 가해지는 역학적 에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값은 단위면적(1cm2)당 0.194 J 내지 0.475 J일 수 있다. 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳 제조방법은 최적의 공정 조건을 설정하여, 내충격성이 확보되고 결함밀도 수치가 저하된 탄화규소 잉곳을 제조할 수 있다.

Description

탄화규소 잉곳, 웨이퍼 및 이의 제조방법{SILICON CARBIDE INGOT, WAFER AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
구현예는 탄화규소 잉곳, 웨이퍼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
탄화규소(SiC)는 2.2 eV 내지 3.3 eV의 넓은 밴드 갭을 갖는 반도체이며, 그 우수한 물리적 화학적 특성으로 반도체 재료로서 연구 개발이 진행되고 있다.
탄화규소 단결정을 제조하는 방법으로, 액상 증착법(Liquid Phase Epitaxy; LPE), 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD), 물리적 기상 수송법(Physical Vapor Transport, PVT) 등이 있다. 그 중 물리적 기상 수송법은 도가니 내에 탄화규소 원료를 장입하고, 도가니 상단에는 탄화규소 단결정으로 이루어진 종자정을 배치한 다음 도가니를 유도가열 방식으로 가열하여 원료를 승화시켜, 종자정 상에 탄화규소 단결정을 성장시키는 방법이다.
물리적 기상 수송법은 높은 성장률을 가짐으로써 잉곳 형태의 탄화규소를 제작할 수 있어 가장 널리 이용되고 있다. 다만, 도가니 특성, 공정 조건 등에 따라 전류밀도가 변화하고, 도가니 내부 온도 분포 또한 변화하여 탄화규소 잉곳의 일정한 물성 확보에 어려움이 있다.
관련 선행문헌으로, 한국 공개특허공보 제10-2017-0076763호에 개시된 "탄화규소 단결정의 제조 방법 및 탄화규소 단결정 기판", 한국 공개특허공보 제10-2010-0089103호에 개시된 "탄화규소 단결정 잉곳, 이것으로부터 얻어지는 기판 및 에피택셜 웨이퍼"이 있다.
구현예의 목적은 탄화규소 잉곳 제조과정에서 최적의 공정 조건을 설정하여, 내충격성이 확보된 탄화규소 잉곳, 웨이퍼 등을 제공하는 데 있다.
구현예의 또 다른 목적은 전위밀도 등의 결함 수치가 저하되고 양호한 품질의 탄화규소 잉곳, 웨이퍼 등을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 웨이퍼는,
표면에 가해지는 역학적 에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값은 단위면적(cm2)당 0.194 J 내지 0.475 J일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표면에 역학적 에너지가 가해지는 면적은 100 mm2 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 역학적 에너지는 단위면적(cm2)당 0.233 J 내지 0.475 J일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼는 4H-SiC 구조를 포함하고, 직경이 4 인치 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 역학적 에너지는 상기 웨이퍼로부터 소정 높이에서 중추가 낙하하여 상기 웨이퍼에 충격이 가해질 시 상기 중추가 갖는 역학적 에너지일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 웨이퍼는,
듀폰 충격 테스트(Dupont impact tester)에 의해, 360 μm 두께의 50 mm × 50 mm 시편, 25 g 또는 30 g의 중추, 직경 4 mm의 획심으로 측정한 크랙 발생 낙추높이가 100 mm 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 낙추높이가 150 mm 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼는 4H-SiC 구조를 포함하고, 직경이 4 인치 이상일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳 제조방법은,
내부공간을 갖는 반응용기에 원료물질과 탄화규소 종자정을 서로 마주보게 배치하는 준비단계;
상기 내부공간의 온도, 압력 및 분위기를 조절하여 상기 원료물질을 승화시키고 상기 종자정 상에 성장된 탄화규소 잉곳을 마련하는 성장단계; 및
상기 반응용기를 냉각시켜 상기 탄화규소 잉곳을 회수하는 냉각단계;를 포함하고,
상기 탄화규소 잉곳은,
서로 마주보는 일면과 타면을 포함하고,
상부로 정의되는 상기 일면은 평탄면 또는 볼록면이고,
웨이퍼는 상기 일면 이하의 부분에서 마련되고,
상기 웨이퍼는 그 표면에 가해지는 역학적에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값은 단위면적(cm2)당 0.194 J 내지 0.475 J일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 성장단계는 상기 반응용기에 70 sccm 내지 330 sccm의 유량의 흐름을 갖는 불활성기체 분위기에서 진행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 냉각단계는 상기 반응용기에 1 sccm 내지 300 sccm의 유량의 흐름을 갖는 불활성기체 분위기에서 진행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반응용기의 열전도도는 120 W/mK 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 성장단계 또는 상기 냉각단계에서 흐름은 상기 원료물질에서 상기 탄화규소 종자정의 방향으로의 흐름을 가질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 웨이퍼의 제조방법은,
상기 탄화규소 잉곳의 가장자리를 연삭하는 연삭단계; 그리고
상기 연삭된 탄화규소 잉곳을 절단하여 탄화규소 웨이퍼를 마련하는 절단단계;를 포함한다.
일 실시예에 따른 웨이퍼는 충격에 의한 손상 빈도가 감소한 우수한 물성의 웨이퍼를 제공할 수 있다. 또한, 웨이퍼 내에 잔류하는 응력이 보다 감소된 웨이퍼를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳 제조방법은 최적의 공정 조건을 설정하여, 내충격성이 확보되고 결함밀도 수치가 저하된 탄화규소 잉곳을 제조할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳 제조장치의 일례를 나타낸 개념도.
도 2는 일 실시예에 따라 제조된 잉곳의 형상을 나타낸 개념도.
도 3은 실험예에서 중추 낙하에 따른 내충격성 실험에 사용된 (a) 웨이퍼 샘플, (b) 측정기 내 웨이퍼 샘플 배치, (c), (d) 측정 후 크랙 발생된 웨이퍼 샘플을 촬영한 사진.
도 4는 실험예에서 수산화칼륨 에칭 후 웨이퍼 샘플의 표면을 광학 현미경을 통해 촬영한 사진.
이하, 구현예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 구현예의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 구현예는 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.
이하, 구현예를 보다 상세하게 설명한다.
특정 조건에 따라 제조되는 잉곳 및 웨이퍼의 내충격성이 저하될 수도 있고, 이에 따라 웨이퍼의 이송, 가공 및 처리 등의 과정에서 파손, 불량이 발생할 가능성이 있으며, 후속 소자 제조 공정에서 에피택셜 층의 품질이 저하될 수 있다.
발명자들은 보다 결함이 적고 내충격성이 향상된 탄화규소 잉곳을 제조하는 방법을 연구하던 중, 물리적 기상 수송법을 적용하여 탄화규소를 성장시키는 것은 다양한 요인들 중 불활성 기체의 유량 제어, 도가니의 온도구배 등이 중요하고, 이러한 조건의 제어를 통해 보다 우수한 품질의 탄화규소 잉곳을 제조할 수 있는 점을 확인하여 구현예를 완성하였다.
탄화규소 잉곳(100)
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서에서 개시하는 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳(100)은,
서로 마주보는 일면(110)과 타면(120)을 포함하고,
상부로 정의되는 상기 일면은 평탄면 또는 볼록면이고,
웨이퍼는 상기 일면 이하의 부분에서 마련되고,
상기 웨이퍼는 그 표면에 가해지는 역학적에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값은 단위면적(cm2)당 0.194 J 내지 0.475 J일 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 반응용기 내부의 원료가 승화되어 탄화규소 종자정 상에 재결정되며 성장된 것이다.
도 2를 참조하면, 성장종결 후 상기 탄화규소 잉곳 표면 중 상기 원료를 향하는 면이 일면(110)일 수 있고, 상기 일면은 만곡된 볼록면 또는 평탄면을 가질 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 본체부(121)와 상기 본체부로부터 연장되어 볼록면(110)을 갖는 볼록부(111)를 포함할 수 있다. 상기 탄화규소 잉곳의 볼록면을 상부로 볼 때, 볼록면 이하의 부분은 상기 본체부에 해당할 수 있다.
즉, 상기 탄화규소 잉곳의 일면(110)을 상부로 볼 때, 탄화규소 잉곳의 성장이 시작된 면인 저면을 타면(120)으로 볼 수 있고, 상기 타면을 하부로 볼 수 있으며, 상기 일면 이하의 부분을 소정 두께로 절단하여 웨이퍼를 마련할 수 있다. 이때, 상기 절단 시 상기 타면 또는 상기 탄화규소 잉곳의 (0001) 면과 소정 오프 각을 이루도록 할 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼를 마련하는 과정은, 상기 탄화규소 잉곳(100)의 외경을 연삭 장비를 이용하여 외경으로부터 내부로 향하는 방향을 다듬고, 상기 탄화규소 잉곳의 타면(120) 또는 (0001)면에 대한 소정 오프 각과 일정한 두께로 절단한 후, 가장자리 연삭과 표면 연마, 폴리싱 등의 가공이 진행될 수 있다.
상기 웨이퍼 마련 시 타면(120) 또는 (0001)면에 대한 오프 각은 0 °내지 10 °일 수 있다. 상기 오프 각이 적용된 웨이퍼는 그 로킹 각도가 기준각도 대비 -1.5 °내지 1.5 °일 수 있고, -1.0 °내지 1.0 °일 수 있으며, -0.5 °내지 0.5 °일 수 있고, -0.3 ° 내지 0.3 °일 수 있다. 이러한 특징을 갖는 웨이퍼는 우수한 결정질 특성을 가질 수 있다. 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 36 °)로 설정한 후 웨이퍼의 오프 각에 맞추어 오메가(ω, 또는 쎄타 θ, X-ray detector optic) 각도를 조절하여 로킹 커브(Rocking curve)를 측정하고, 기준각도인 피크각도와 두 개의 반치전폭(FWHM; full width at half maximum) 값의 차이 값을 각각 로킹 각도로 설정하여 결정성을 평가한다.
본 명세서에서, 오프 각이 X °라 함은 통상 허용하는 오차범위 내에서 X °로 평가되는 오프 각을 갖는다는 것을 의미하며, 예시적으로 (X ° - 0.05 °) 내지 (X ° + 0.05 °) 범위의 오프각을 포함한다. 또한, 로킹 각도가 “기준각도 대비 -1 ° 내지 1 °”라 함은 반치전폭 값이 기준각도인 피크각도를 기준으로 (피크각도 - 1 °) 내지 (피크각도 + 1 °)의 범위 내에 있다는 것을 의미한다. 더욱이, 상기 로킹 각도는 웨이퍼의 중앙 부분과 가장자리에서 중앙 방향으로 5 mm 이내의 부분을 제외한 표면을 실질적으로 균등하게 3등분하여, 각 부분에서 3 번 이상 측정한 결과를 평균하여 위의 로킹 각도로 취급한다. 구체적으로, 탄화규소 잉곳(100)의 저면(120)에 대해 0 ° 내지 10 °의 범위에서 선택된 각도인 오프각을 적용한 웨이퍼들 중, 오프각이 0 ° 일 경우, 오메가 각도는 17.8111 °이고, 오프각이 4 ° 일 경우, 오메가 각도는 13.811 °, 그리고 오프각이 8 °일 경우, 오메가 각도는 9.8111 ° 이다.
상기 탄화규소 잉곳(100)으로부터 절단하여 마련된 웨이퍼는 그 표면에 가해지는 역학적 에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값은 단위면적(cm2)당 0.194 J 이상일 수 있고, 단위면적(cm2)당 0.233 J 이상일 수 있다. 상기 역학적 에너지의 최소값은 단위면적(cm2)당 0.475 J 이하일 수 있고, 단위면적(cm2)당 0.467 J 이하일 수 있다.
상기 범위의 역학적 에너지에 대해 크랙이 발생되지 않는 웨이퍼는 웨이퍼의 이송, 가공, 처리과정 등에서 파손, 불량 발생을 최소화할 수 있고, 소자 제조를 위한 후속 공정인 탄화규소 에피택셜 층 형성 과정에서 보다 우수한 품질을 나타내도록 할 수 있다.
상기 웨이퍼가 역학적 에너지에 크랙이 발생되지 않는다는 것은, 상기 역학적 에너지가 상기 웨이퍼 표면에 가해졌을 시, 둘 이상으로 나누어 지거나, 폭 0.001 mm 이상의 금이 발생되거나, 파편으로 깨지지 않는다는 의미이다. 상기 역학적 에너지는 외부의 충격원에 대한 위치에너지, 운동에너지 등이 상기 웨이퍼에 가해질 시 해당하는 에너지일 수 있고, 상기 충격원이 상기 웨이퍼에 도달 시 상기 충격원의 운동에너지일 수 있다.
상기 표면에 역학적 에너지가 가해지는 면적은 100 mm2 이하일 수 있고, 50 mm2 이하일 수 있으며, 25 mm2 이하일 수 있다. 상기 표면에 역학적 에너지가 가해지는 면적은 10 mm2 이상일 수 있다.
상기 웨이퍼는 ASTM D 2794에 따라, 약 25 ℃의 온도, 약 360 μm 두께의 시편, 높이 약 100 mm 내지 200 mm, 중추의 무게 25 g을 획심에 적용하여 낙하시키는 DuPont 충격 시험을 실시했을 때 크랙이 발생되지 않는 것일 수 있다. 상기 획심(임팩터)은 직경이 약 4 mm인 것이 적용될 수 있다.
상기 웨이퍼는 ASTM D 2794에 따라, 약 25 ℃의 온도, 약 360 μm 두께의 시편, 높이 약 100 mm 내지 200 mm, 30 g을 획심에 적용하여 낙하시키는 DuPont 충격 시험을 실시했을 때 크랙이 발생되지 않는 것일 수 있다. 상기 획심(임팩터)은 직경이 약 4 mm인 것이 적용될 수 있다.
상기 웨이퍼가 그 표면에 가해지는 역학적 에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값을 나타내는 내충격성은, 중추를 상기 웨이퍼에 낙하하는 시험을 통해 측정할 수 있고, 상기 역학적 에너지는 이때 상기 중추가 상기 웨이퍼에 낙하할 시 중추의 역학적 에너지일 수 있으며, 구체적인 사항은 하기 실험예에 기술하였다.
상기 웨이퍼는 마이크로파이프 (MP, Micropipe) 밀도가 1.5 /cm2 이하일 수 있고, 1 /cm2 이하일 수 있다.
상기 웨이퍼는 관통 칼날전위 (TED, Threading Edge Dislocation) 밀도가 10,000 /cm2 이하일 수 있고, 8,000 /cm2 이하일 수 있다.
상기 웨이퍼는 기저면 전위(BPD, Basal Plane Dislocation) 밀도가 5,000 /cm2 이하일 수 있고, 3,000 /cm2 이하일 수 있다.
상기 웨이퍼가 상기 결함밀도 범위를 만족함으로써, 결함이 적은 양질의 웨이퍼를 제공하도록 하고, 이를 소자에 적용할 시 전기적 특성 또는 광학적 특성이 우수한 소자를 제조할 수 있다.
상기 웨이퍼의 결함밀도는 에칭 용액을 가하고 그 표면을 촬영하여 측정할 수 있고, 구체적인 사항은 하기 실험예에 기술하였다.
상기 웨이퍼의 두께는 300 μm 내지 600 μm 일 수 있고, 반도체 소자에 적용될 수 있는 적절한 두께라면 이에 제한하는 것은 아니다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 결함이나 다형 혼입이 최소화된 실질적으로 단결정인 4H-SiC 구조일 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 4 인치 이상, 5 인치 이상, 나아가 6 인치 이상의 직경을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 탄화규소 잉곳은 4 인치 내지 12 인치, 4 인치 내지 10 인치, 4 인치 내지 8 인치의 직경을 가질 수 있다. 상기 탄화규소 잉곳의 제조 시 탄화규소 종자정은 이러한 특성에 따라 적절한 것이 적용될 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 탄화규소 종자정의 C면((000-1)면)에서 성장된 것일 수 있다.
상기 탄화규소 잉곳(100)은 제조 시 성장단계 및 냉각단계에서 불활성 기체의 유량 조절과, 특정 열전도도를 만족하는 도가니를 통해 제조될 수 있고, 구체적인 사항은 후술한다.
웨이퍼
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서에서 개시하는 일 실시예에 따른 웨이퍼는,
표면에 가해지는 역학적 에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값은 단위면적(cm2)당 0.194 J 내지 0.475 J일 수 있다.
상기 웨이퍼는 상기 탄화규소 잉곳(100)을 기술한 방법으로 절단하여 마련될 수 있다.
상기 웨이퍼의 로킹 각도는 기술한 바와 동일하다.
상기 웨이퍼는 그 표면에 가해지는 역학적 에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값은 단위면적(cm2)당 0.194 J 이상일 수 있고, 단위면적(cm2)당 0.233 J 이상일 수 있다. 상기 역학적 에너지는 단위면적(cm2)당 0.475 J 이하일 수 있고, 단위면적(cm2)당 0.467 J 이하일 수 있다. 웨이퍼 표면에 가해지는 역학적 에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 범위의 역학적 에너지의 최소값을 갖는 웨이퍼는 웨이퍼의 이송, 가공, 처리과정 등에서 파손, 불량 발생을 최소화할 수 있고, 소자 제조를 위한 후속 공정인 탄화규소 에피택셜 층 형성 과정에서 양호한 품질을 나타내도록 할 수 있다.
상기 웨이퍼가 역학적 에너지에 크랙이 발생된다는 것은, 상기 역학적 에너지가 상기 웨이퍼 표면에 가해졌을 시, 둘 이상으로 나누어 지거나, 폭 0.001 mm 이상의 금이 발생되거나, 파편으로 깨지지 않는다는 의미이다. 상기 역학적 에너지는 외부의 충격원에 대한 위치에너지, 운동에너지 등이 상기 웨이퍼에 가해질 시 해당하는 에너지일 수 있고, 상기 충격원이 상기 웨이퍼에 도달 시 상기 충격원의 운동에너지일 수 있다.
상기 표면에 역학적 에너지가 가해지는 면적은 100 mm2 이하일 수 있고, 50 mm2 이하일 수 있으며, 25 mm2 이하일 수 있다. 상기 표면에 역학적 에너지가 가해지는 면적은 10 mm2 이상일 수 있다.
상기 웨이퍼는 ASTM D 2794에 따라, 약 25 ℃의 온도, 약 360 μm 두께의 시편, 높이 약 100 mm 내지 200 mm, 중추의 무게 25 g을 획심에 적용하여 낙하시키는 DuPont 충격 시험을 실시했을 때 크랙이 발생되지 않는 것일 수 있다.
상기 웨이퍼는 ASTM D 2794에 따라, 약 25 ℃의 온도, 360 μm 두께의 시편, 높이 약 100 mm 내지 200 mm, 중추의 무게 30 g을 획심에 적용하여 낙하시키는 DuPont 충격 시험을 실시했을 때 크랙이 발생되지 않는 것일 수 있다. 상기 획심(임팩터)은 직경이 약 4 mm인 것이 적용될 수 있다.
상기 웨이퍼가 그 표면에 가해지는 역학적 에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값을 나타내는 내충격성은, 중추를 상기 웨이퍼에 낙하하는 시험을 통해 측정할 수 있고, 구체적인 사항은 하기 실험예에 기술하였다.
상기 웨이퍼는 마이크로파이프 (MP, Micropipe) 밀도가 1.5 /cm2 이하일 수 있고, 1 /cm2 이하일 수 있다.
상기 웨이퍼는 관통 칼날전위 (TED, Threading Edge Dislocation) 밀도가 10,000 /cm2 이하일 수 있고, 8,000 /cm2 이하일 수 있다.
상기 웨이퍼는 기저면 전위(BPD, Basal Plane Dislocation) 밀도가 5,000 /cm2 이하일 수 있고, 3,000 /cm2 이하일 수 있다.
상기 웨이퍼의 두께는 300 μm 내지 600 μm 일 수 있고, 반도체 소자에 적용될 수 있는 적절한 두께라면 이에 제한하는 것은 아니다.
상기 웨이퍼는 탄화규소 웨이퍼일 수 있다.
상기 웨이퍼는 실질적으로 단결정인 4H-SiC 웨이퍼일 수 있다.
상기 웨이퍼는 4 인치 이상, 5 인치 이상, 또는 6 인치 이상의 직경을 가질 수 있다. 상기 웨이퍼는 12 인치 이하, 또는 10인지 이하의 직경을 가질 수 있다.
상기 웨이퍼가 상기 결함밀도 범위를 만족함으로써, 전위 결함이 적은 양질의 웨이퍼를 제공하도록 하고, 이를 소자에 적용할 시 전기적 특성 또는 광학적 특성이 우수한 소자를 제조할 수 있다.
상기 웨이퍼의 결함밀도는 에칭 용액을 가하고 그 표면을 촬영하여 측정할 수 있고, 구체적인 사항은 하기 실험예에 기술하였다.
탄화규소 잉곳 제조방법
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서에서 개시하는 일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳 제조방법은,
내부공간을 갖는 반응용기(200)에 원료물질(300)과 탄화규소 종자정을 서로 마주보게 배치하는 준비단계;
상기 내부공간의 온도, 압력 및 분위기를 조절하여 상기 원료물질을 승화시키고 상기 종자정 상에 성장된 탄화규소 잉곳(100)을 마련하는 성장단계; 및
상기 반응용기를 냉각시켜 상기 탄화규소 잉곳을 회수하는 냉각단계;를 포함하고,
상기 탄화규소 잉곳은,
서로 마주보는 일면(110)과 타면(120)을 포함하고,
상부로 정의되는 상기 일면은 평탄면 또는 볼록면이고,
웨이퍼는 상기 일면 이하의 부분에서 마련되고,
상기 웨이퍼는 그 표면에 가해지는 역학적에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값은 단위면적(cm2)당 0.194 J 내지 0.475 J일 수 있다.
일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳 제조방법에 있어서, 상기 준비단계는 내부공간을 갖는 반응용기(200)에 원료(300)와 탄화규소 종자정을 서로 마주보게 배치하는 단계이다.
상기 준비단계의 탄화규소 종자정의 특징은 기술한 바와 동일하다.
상기 준비단계의 원료(300)는 탄소원과 규소원을 갖는 분말 형태가 적용될 수 있고, 상기 분말이 서로 네킹 처리한 원료 또는 표면을 탄화 처리한 탄화규소 분말 등이 적용될 수 있다.
상기 준비단계의 반응용기(200)는 탄화규소 잉곳 성장반응에 적절한 용기라면 적용될 수 있고, 구체적으로 흑연 도가니가 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 반응용기는 내부공간과 개구부를 포함하는 본체(210) 및 상기 개구부와 대응되어 상기 내부공간을 밀폐하는 덮개(220)를 포함할 수 있다. 상기 도가니 덮개는 상기 도가니 덮개와 일체로 또는 별도로 종자정 홀더를 더 포함할 수 있고, 상기 종자정 홀더를 통해 탄화규소 종자정과 원료가 마주보도록, 탄화규소 종자정을 고정할 수 있다.
상기 준비단계의 반응용기(200)의 열전도도는 80 W/mK 이상일 수 있고, 85 W/mK 이상일 수 있으며, 90 W/mK 이상일 수 있다. 상기 반응용기의 열전도도는 120 W/mK 이하일 수 있다. 상기 반응용기의 열전도도가 80 W/mK 미만 또는 상기 반응용기의 열전도도가 120 W/mK 초과라면, 반응 용기 내의 온도구배가 매우 커지거나 작아지게 되고, 그로 인하여 제조되는 탄화규소 잉곳의 결함밀도 수치가 높아지고 내충격성이 저하될 우려가 있다. 상기 열전도도 범위를 만족하는 반응용기를 통해, 우수한 결정질을 갖고 내충격성이 향상된 탄화규소 잉곳을 제조할 수 있다.
상기 준비단계의 반응용기는 단열재(400)에 의해 둘러싸여 고정될 수 있고, 석영관과 같은 반응챔버(500) 내에서 상기 반응용기를 둘러싼 단열재가 위치하도록 할 수 있으며, 상기 단열재 및 반응챔버 외부에 구비된 가열수단(600)에 의해 상기 반응용기(200)의 내부공간 온도를 제어할 수 있다.
상기 준비단계의 단열재(400)는 기공도가 72 % 내지 95 %일 수 있고, 75 % 내지 93 %일 수 있으며, 80 % 내지 91 %일 수 있다. 상기 기공도를 만족하는 단열재를 적용하는 경우 성장되는 탄화규소 잉곳의 크랙 발생을 보다 감소시킬 수 있다.
상기 준비단계의 단열재(400)는 압축강도가 0.2 Mpa 이상일 수 있고, 0.48 Mpa 이상일 수 있으며, 0.8 MPa 이상일 수 있다. 또한, 상기 단열재는 압축강도가 3 MPa 이하일 수 있고, 2.5 MPa 이하일 수 있다. 상기 단열재가 이러한 압축강도를 갖는 경우 열적/기계적 안정성이 우수하고, 애쉬(ash)가 발생할 확률이 떨어져 보다 우수한 품질의 탄화규소 잉곳을 제조할 수 있다.
상기 준비단계의 상기 단열재(400)는 탄소계 펠트를 포함할 수 있고, 구체적으로 흑연 펠트를 포함할 수 있으며, 레이온계 흑연 펠트 또는 피치계 흑연 펠트를 포함할 수 있다.
상기 준비단계의 반응챔버(500)는 반응챔버 내부와 연결되며 반응챔버 내부의 진공도를 조절하는 진공배기장치(700), 반응챔버 내부와 연결되며 반응챔버 내부에 기체를 유입시키는 배관(810) 및 제어하는 매스 플로우 컨트롤러(800)를 포함할 수 있다. 이들을 통해, 후속 성장단계 및 냉각단계에서 불활성기체의 유량을 조절할 수 있도록 한다.
일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳 제조방법에 있어서, 상기 성장단계는 상기 내부공간의 온도, 압력 및 기체 분위기를 조절하여 상기 원료물질을 승화시키고 상기 종자정 상에 성장된 탄화규소 잉곳을 마련하는 단계이다.
상기 성장단계는 상기 가열수단(600)에 의해 상기 반응용기(200) 및 반응용기의 내부공간을 가열하여 진행될 수 있고, 상기 가열과 동시에 또는 별도로 내부공간을 감압하여 진공도를 조절하고, 불활성 기체를 주입하며 탄화규소 결정의 성장을 유도할 수 있다.
상기 성장단계는 2000 ℃ 내지 2600 ℃의 온도와 1 torr 내지 200 torr의 압력 조건에서 진행될 수 있고, 상기 온도 및 압력 범위에서 보다 효율적으로 탄화규소 잉곳을 제조할 수 있다.
상기 성장단계는 구체적으로 상기 반응용기(200) 상, 하부 표면의 온도가 2100 ℃ 내지 2500 ℃, 상기 반응용기 내부공간의 압력이 1 torr 내지 50 torr인 조건에서 진행될 수 있고, 더 자세하게는 상, 하부 표면의 온도가 2150 ℃ 내지 2450 ℃, 상기 반응용기 내부공간의 압력이 1 torr 내지 40 torr인 조건에서 진행될 수 있으며, 더 구체적으로 상, 하부 표면의 온도가 2150 ℃ 내지 2350 ℃, 상기 반응용기 내부공간의 압력이 1 torr 내지 30 torr인 조건에서 진행될 수 있다.
상기 온도 및 압력 조건을 상기 성장단계에 적용하는 경우 보다 고품질의 탄화규소 잉곳을 제조할 수 있다.
상기 성장단계는 1 ℃/min 내지 10 ℃/min의 승온 속도, 5 ℃/min 내지 10 ℃/min의 승온 속도로 상기 온도 범위까지 승온이 진행될 수 있다.
상기 성장단계는 상기 반응용기(200) 외부에 소정 유량의 불활성기체를 가할 수 있다. 상기 불활성기체는 상기 반응용기(200)의 내부공간에서 그 흐름이 이루어질 수 있고, 상기 원료물질(300)에서 상기 탄화규소 종자정 방향으로 그 흐름이 이루어질 수 있다. 이에 따라 상기 반응용기 및 내부공간의 안정적인 온도구배가 형성될 수 있도록 한다.
상기 성장단계의 상기 불활성기체의 유량은 70 sccm 이상일 수 있고, 90 sccm 이상일 수 있으며, 100 sccm 이상일 수 있다. 상기 불활성기체의 유량은 330 sccm 이하일 수 있고, 300 sccm 이하일 수 있으며, 280 sccm 이하일 수 있다. 상기 성장단계에서 불활성기체의 유량이 70 sccm 이하라면, 잉곳 제조를 위한 원료 공급이 원활하지 못하여 결정다형 발생 및 결함 증가의 우려가 있고, 상기 성장단계에서 불활성기체의 유량이 330 sccm 초과라면, 제조되는 탄화규소 잉곳 및 웨이퍼의 결함 밀도가 증가할 수 있고, 웨이퍼의 내충격성이 저하될 수 있다. 상기 불활성기체의 유량 범위에서, 상기 도가니의 온도 구배가 효과적으로 형성될 수 있도록 하고, 제조되는 잉곳의 품질 및 내충격성을 향상시킬 수 있다.
상기 성장단계의 상기 불활성기체는 구체적으로 아르곤, 헬륨 및 이들의 혼합기체일 수 있다.
일 실시예에 따른 탄화규소 잉곳 제조방법에 있어서, 상기 냉각단계는 상기 성장된 탄화규소 잉곳(100)을 소정 냉각속도 및 불활성기체 유량 조건에서 냉각하는 단계이다.
상기 냉각단계는 1 ℃/min 내지 10 ℃/min의 속도로 냉각이 진행될 수 있고, 1 ℃/min 내지 5 ℃/min의 속도로 냉각이 진행될 수 있다.
상기 냉각단계는 상기 반응용기(200)의 내부공간의 압력 조절이 동시에 이루어질 수 있고, 상기 냉각단계와 별도로 압력 조절이 이루어질 수 있다. 상기 압력 조절은 상기 내부공간의 압력이 최대 760 torr가 되도록 이루어질 수 있다.
상기 냉각단계는 상기 성장단계와 마찬가지로 상기 반응용기(200) 외부에 소정 유량의 불활성기체를 가할 수 있다. 상기 불활성기체는 상기 반응용기의 내부공간에서 그 흐름이 이루어질 수 있고, 상기 원료물질(300)에서 상기 탄화규소 종자정 방향으로 그 흐름이 이루어질 수 있다.
상기 냉각단계의 불활성기체 유량은 1 sccm 이상일 수 있고, 50 sccm 이상일 수 있으며, 100 sccm 이상일 수 있다. 상기 불활성기체의 유량은 300 sccm 이하일 수 있고, 280 sccm 이하일 수 있으며, 250 sccm 이하일 수 있다. 상기 냉각단계에서 불활성기체의 유량이 1 sccm 이하라면, 냉각시 온도 구배가 크게 형성되어 제조되는 잉곳에 크랙이 발생할 우려가 있고, 상기 냉각단계에서 불활성기체의 유량이 300 sccm 초과라면, 급격한 냉각으로 제조되는 잉곳에 크랙이 발생할 우려가 있다. 상기 불활성기체의 유량 범위에서, 냉각 시 잉곳의 품질 저하를 최소화하고, 양호한 내충격성을 확보할 수 있다.
탄화규소 잉곳의 성장은 상기 반응용기(200)의 크기와 종류, 원료 상태에 따라 상이할 수 있고, 성장단계 또는 냉각단계에서 상기 반응용기 내부공간의 온도구배, 압력, 기체유량 등에 따라서도 탄화규소 잉곳의 품질이 변화할 수 있다. 구현예에서는 최적의 불활성기체 유량 및 도가니의 열전도도를 적용하여 우수한 품질의 탄화규소 잉곳을 제조하고자 하였다.
상기 탄화규소 잉곳 제조방법을 통해 제조된 탄화규소 잉곳의 특징은 기술한 바와 동일하다.
웨이퍼의 제조방법
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서에서 개시하는 일 실시예에 따른 웨이퍼의 제조방법은,
상기 탄화규소 잉곳 제조방법을 통해 제조된 탄화규소 잉곳(100)의 가장자리를 연삭하는 연삭단계; 그리고
상기 연삭된 탄화규소 잉곳을 절단하여 웨이퍼를 마련하는 절단단계;를 포함할 수 있다.
상기 연삭단계의 탄화규소 잉곳 외경의 연삭은, 상기 탄화규소 잉곳의 최대외경에서 내부 방향으로 그 단면 면적의 5 % 이상이 연삭될 수 있다.
상기 연삭단계는 상기 탄화규소 잉곳의 일면(110)의 가장자리에서 타면(120) 방향, 중심축 방향으로 균일한 단면을 갖도록 이루어질 수 있다.
상기 절단단계는 상기 탄화규소 잉곳의 타면(120) 또는 (0001) 면과 소정 오프 각을 갖도록 절단할 수 있다.
상기 절단단계의 오프 각은 기술한 바와 동일하다.
상기 절단단계는 상기 웨이퍼의 두께가 300 μm 내지 600 μm이 되도록 이루어질 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.
상기 웨이퍼의 제조방법은 상기 절단단계 이후 마련된 웨이퍼의 두께를 평탄화하는 평탄화단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼의 제조방법은 상기 절단단계 이후 마련된 웨이퍼의 가장자리를 연삭하는 연삭단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼의 제조방법은 상기 절단단계 이후 마련된 웨이퍼의 표면을 에칭하고 연마하는 표면처리단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 평탄화단계, 연삭단계 및 표면처리단계는 통상의 방법에 따라 적절한 순서로 이루어질 수 있고, 평탄화단계-연삭단계-표면처리단계 순으로 이루어질 수 있다.
상기 방법으로 마련된 웨이퍼의 특징은 기술한 바와 동일하다.
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 잉곳(100)의 성장
도 1에 탄화규소 잉곳 제조장치의 일례를 도시한 바와 같이, 반응용기(200) 내부공간 하부에 원료인 탄화규소 분말을 장입하고, 그 상부에 탄화규소 종자정을 배치하였다. 이 때, 탄화규소 종자정은 6 인치의 4H-SiC 결정으로 이루어진 것을 적용하였고, C면((000-1)면)이 내부공간 하부의 탄화규소 원료를 향하도록 통상의 방법으로 고정하였으며, 하기 실시예 및 비교예에 동일하게 적용하였다.
반응용기(200)를 밀폐하고, 그 외부를 단열재(400)로 둘러싼 뒤, 외부에 가열수단(600)인 가열 코일이 구비된 석영관(500) 내에 반응용기를 배치하였다. 상기 반응용기 내부공간을 감압하여 진공 분위기로 조절하고, 아르곤 가스를 주입하여 상기 내부공간이 760 torr에 도달하도록 한 다음, 다시 내부공간을 감압시켰다. 동시에, 내부공간의 온도를 5 ℃/min의 승온 속도로 2300 ℃까지 승온시켰고, 상기 석영관과 연통된 배관(810), 진공배기장치(700)를 통해 석영관 내부의 아르곤 가스 유량이 표 1의 유량이 되도록 조절하였다. 2300 ℃의 온도와 20 torr의 압력 조건 하에서 100 시간 동안 탄화규소 원료와 대향하는 탄화규소 종자정 면에 탄화규소 잉곳을 성장시켰다.
성장 이후, 상기 내부공간의 온도를 5 ℃/min의 속도로 25 ℃까지 냉각시켰고, 동시에 내부공간의 압력이 760 torr가 되도록 하였다. 상기 석영관과 연통된 배관(810), 진공배기장치(700)를 통해 석영관 내부의 아르곤 가스 유량이 표 1의 유량이 되도록 조절하였다.
웨이퍼 제조
상기 냉각된 탄화규소 잉곳의 외주면을 최대외경 대비 5 % 연삭하여 균일한 외경을 갖는 원주 형태로 가공하고, 탄화규소 잉곳의 (0001)면과 4 °의 오프 각을 갖도록 절단하였으며, 360 μm의 두께를 갖는 웨이퍼 샘플을 마련하였다.
웨이퍼의 결함밀도 측정
상기 마련된 웨이퍼 샘플을 50 mm × 50 mm의 크기로 절단하고, 이를 500 ℃, 5 분 조건으로 용융 수산화칼륨(KOH)에 침지하여 에칭시켰으며, 그 표면의 결함을 광학현미경 등을 통해 촬영하였다(도 4). 조개형 피트를 기저면 전위(BPD), 소형의 6각형 피트를 관통 칼날전위(TED), 흑색의 거대한 6각형 피트를 마이크로파이프(MP)로 분류하였다.
절단된 웨이퍼 샘플 내 500 × 500 μm 영역을 임의로 12 회 지정하여, 상기 각각의 영역에서 결함들의 개수를 파악하고 단위면적당 평균 결함 갯수를 계산하였고 결함 밀도를 구하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
웨이퍼의 내충격성 측정
상기 마련된 웨이퍼 샘플을 50 mm × 50 mm의 크기로 절단하였다(도 3 (a)). ASTM D 2794에 따라, 25 ℃의 분위기에서 Du Pont Impact Tester를 통해 실험을 실시하였다. 상기 웨이퍼 샘플 일 표면 상의 중앙에, 충격에 가해지는 부분이 평평한 직경 4 mm의 획심, 타 표면 상에 받이대를 도 3 (b)와 같이 구비하고, 표 2 및 표 3과 같은 조건으로 중추를 낙하하여 획심 및 웨이퍼 샘플에 충격을 가하는 실험을 실시하였다. 이때, 상기 중추의 역학적 에너지, 웨이퍼에 가해지는 역학적 에너지는 하기 식 1을 통해 계산하였다.
실험 이후 웨이퍼 표면의 상태를 광학 현미경을 통해 육안으로 파악하였고, 둘 이상으로 나누어 지거나, 폭 0.001 mm 이상의 금이 발생되거나, 도 3 (c) 및 (d)와 같이 파편으로 깨진 것을 크랙이 발생된 것으로 간주하였다.
[식 1]
Figure pat00001
(상기 식 1에서, Em은 역학적 에너지, m은 중추의 무게(kg), g는 중력가속도(9.8 m/s2), h는 획심으로부터 중추의 높이(m), v는 중추의 속도(m/s)이다.)
구분 성장단계
Ar 유량
(sccm)		 냉각단계
Ar 유량
(sccm)		 도가니
열전도도
(W/mK)		 MP
(개수/cm2)		 TED
(개수/cm2)		 BPD
(개수/cm2)
실시예 1 200 200 95 1 7920 3000
실시예 2 250 200 95 1 7980 2920
실시예 3 150 150 120 1 7880 2880
비교예 1 200 200 125 1 10480 3680
비교예 2 50 50 100 1.5 12880 8840
비교예 3 350 200 90 1 11800 9840
MP:마이크로파이프, TED:관통 칼날전위, BPD: 기저면 전위
중추 25g, 획심 직경 4 mm, 획심 면적 12.6 mm2
중추 높이
역학적 에너지
cm2당 역학적 에너지		 50 mm
0.0123 J
0.098 J/cm2 		100 mm
0.0245 J
0.194 J/cm2 		150 mm
0.0368 J
0.291 J/cm2 		200 mm
0.0490 J
0.389 J/cm2 		250 mm
0.0612 J
0.486 J/cm2
실시예 1 O O X - -
실시예 2 O O O O X
실시예 3 O O O O X
비교예 1 O X - - -
비교예 2 O X - - -
비교예 3 X - - - -
X: 크랙발생, O:크랙 미발생, -:미실험
중추 30g, 획심 직경 4 mm, 획심 면적 12.6 mm2
중추 높이
역학적 에너지
cm2당 역학적 에너지		 50 mm
0.0147 J
0.117 J/cm2 		100 mm
0.0294 J
0.233 J/cm2 		150 mm
0.0441 J
0.350 J/cm2 		200 mm
0.0588 J
0.467 J/cm2 		250 mm
0.0735 J
0.583 J/cm2
실시예 1 O O X - -
실시예 2 O O O 0 X
실시예 3 O O O O X
비교예 1 O X - - -
비교예 2 O X - - -
비교예 3 X - - - -
X: 크랙발생, O:크랙 미발생, -:미실험
표 1 내지 3을 참조하면, 탄화규소 잉곳 성장에서 성장단계의 가스 유량이 150~250 sccm이고, 냉각단계의 가스 유량이 150~200 sccm인 실시예들은 마이크로파이프 밀도가 1 /cm2 이하, 관통 칼날전위 밀도가 7920 /cm2 이하, 기저면 전위 밀도가 3000 /cm2를 나타내었다. 또한, 상기 실시예들은 표면에 크랙이 발생되는 역학적 에너지의 최소값이 단위면적(cm2)당 0.233 J 내지 0.475 J 범위에 있는 것을 확인하였다. 도가니 열전도도가 125 W/mK에 달하는 비교예 1은 관통 칼날전위 밀도가 cm2당 일만 개를 초과하여 품질이 저하되었고, 표면에 크랙이 발생되는 역학적 에너지의 최소값이 단위면적(cm2)당 0.194 J 미만인 것을 확인하였다. 성장단계의 가스 유량이 50 sccm인 비교예 2는 관통 칼날전위 밀도가 12880 /cm2, 기저면 전위 밀도가 8840 /cm2에 달하여 더욱 품질이 저하되었고, 비교예 1과 마찬가지로 표면에 크랙이 발생되는 역학적 에너지의 최소값이 단위면적(cm2)당 0.194 J 미만이었다. 성장단계의 가스 유량이 350 sccm인 비교예 3은 관통 칼날전위가 11800 /cm2, 기저면 전위 밀도가 9840 /cm2 이었고, 표면에 크랙이 발생되는 역학적 에너지의 최소값이 단위면적(cm2)당 0.098 J 미만으로 저하된 품질과 내충격성을 나타내었다.
즉, 탄화규소 잉곳 성장에서, 성장단계의 불활성기체 가스 유량이 70~330 sccm, 냉각단계의 불활성기체 가스 유량이 1~300 sccm이고 도가니의 열전도도가 120 W/mK이하인 조건을 만족하는 실시예들의 웨이퍼는, 양호한 결정 품질과 내충격성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
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.

Claims (14)

  1. 표면에 가해지는 역학적 에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값은 단위면적(cm2)당 0.194 J 내지 0.475 J인, 웨이퍼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면에서 상기 역학적 에너지가 가해지는 면적은 100 mm2 이하인, 웨이퍼.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 역학적 에너지는 단위면적(cm2)당 0.233 J 내지 0.475 J인, 웨이퍼.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 직경이 4 인치 이상인 탄화규소 웨이퍼인, 웨이퍼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 역학적 에너지는 상기 웨이퍼로부터 소정 높이에서 중추가 낙하하여 상기 웨이퍼에 충격이 가해질 시 상기 중추가 갖는 역학적 에너지인, 웨이퍼.
  6. 듀폰 충격 테스트(Dupont impact tester)에 의해, 360 μm 두께의 시편, 25 g의 중추로 측정한 크랙 발생 낙추높이가 100 mm 이상인, 웨이퍼.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 낙추높이가 150 mm 이상인, 웨이퍼.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 직경이 4 인치 이상인 탄화규소 웨이퍼인, 웨이퍼.
  9. 내부공간을 갖는 반응용기에 원료물질과 탄화규소 종자정을 서로 마주보게 배치하는 준비단계;
    상기 내부공간의 온도, 압력 및 분위기를 조절하여 상기 원료물질을 승화시키고 상기 종자정 상에 성장된 탄화규소 잉곳을 마련하는 성장단계; 및
    상기 반응용기를 냉각시켜 상기 탄화규소 잉곳을 회수하는 냉각단계;를 포함하고,
    상기 탄화규소 잉곳은,
    서로 마주보는 일면과 타면을 포함하고,
    상부로 정의되는 상기 일면은 평탄면 또는 볼록면이고,
    웨이퍼는 상기 일면 이하의 부분에서 마련되고,
    상기 웨이퍼는 그 표면에 가해지는 역학적에너지에 의해 크랙이 발생될 시, 상기 역학적 에너지의 최소값은 단위면적(cm2)당 0.194 J 내지 0.475 J인,
    탄화규소 잉곳 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 성장단계는 상기 반응용기에 70 sccm 내지 330 sccm의 유량의 흐름을 갖는 불활성기체 분위기에서 진행되는, 탄화규소 잉곳 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 냉각단계는 상기 반응용기에 1 sccm 내지 300 sccm의 유량의 흐름을 갖는 불활성기체 분위기에서 진행되는, 탄화규소 잉곳 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 반응용기의 열전도도는 120 W/mK 이하인, 탄화규소 잉곳 제조방법.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 성장단계 또는 상기 냉각단계에서 흐름은 상기 원료물질에서 상기 탄화규소 종자정의 방향으로의 흐름을 갖는, 탄화규소 잉곳 제조방법.
  14. 제9항에 따라 제조된 탄화규소 잉곳의 가장자리를 연삭하는 연삭단계; 그리고
    상기 연삭된 탄화규소 잉곳을 절단하여 웨이퍼를 마련하는 절단단계;를 포함하는, 웨이퍼의 제조방법.
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