TWI294925B - Low micropipe 100 mm silicon carbide wafer - Google Patents

Description

1294925 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 其用作用於達成半導 、高品質碳化矽單晶 本i明係關於低缺陷碳化秒晶圓及 體目的之前驅體之用途，且係關於大 之接種昇華生長。 【先前技術】 近年來，碳切已作為半導體材料用於各種電子裝置及

目^碳切係尤其適料，歸因於其物理強度及高对化 學侵蝕性。碳化矽亦具有極佳電子特性，包括輻射硬产、 高崩潰電場、相對較寬能帶隙、高飽和電子漂移速度，高 溫操作及在光譜之藍色、紫色及紫外㈣域中吸收並發射 南能光子。 單晶碳化矽通常係藉由接種昇華生長方法而產生。在一 典型碳化石夕生長技術中，將晶種及源粉末均置於已加熱至 該來源的昇華溫度且以會在該來源與邊緣冷卻器晶種之間 Φ 產生熱梯度的方式加熱之反應坩堝中。該熱梯度促進材料 自該來源以蒸氣相移動至晶種，接著在該晶種上冷凝且所 知塊狀晶體得以生長。該方法亦稱作物理蒸氣傳送（ρντ)。 ， 在一典型碳化矽生長技術中，坩堝係由石墨製成並藉由 • 感應或電阻來加熱，同時放置相關線圈及絕緣體以建立並 控制所要熱梯度。源粉末為碳化矽，晶種亦為碳化矽。坩 堝係垂直取向的，源粉末位於下端部分且晶種置於頂部， 通常在晶種固持器上；見美國專利第4,866,005號（再頒予為 第Re34,861號），其内容係以引用的方式全文併入本文中。 105433.doc 1294925 該等來源為現代接種昇華生長技術之例示性說明，而非限 制性說明。 本發明亦係關於下列同在申請中且共同讓渡之美國申請 案·公開案第 20050145164 、 20050022724 、 20050022727 及20050164482號。 雖然妷化矽塊狀晶體中之結構缺陷密度近年來已不斷降 低，但相對高缺陷濃度仍存在並已發現難於消除，例如 Nakamura 等人之"Ultrahigh quamy siUc〇n。㈣心‘价 crystals，” ，第 43〇卷，2〇〇4年8月26 日第 i〇〇9頁。 該等缺陷所導致的顯著問題可在於限制了在基板上製造的 裝置之效能特徵，或在一些情況下可完全排除有用裝置。 目前用於產生碳切的大塊單晶之接種昇華技術通常會使 碳化石夕晶體之生長表面上的缺陷濃度高於所要濃度。較高 的缺陷濃度所導致的顯著問題可在於限制了在晶體或產生 自該等晶體之基板上所製造的裝置之效能特徵。例如，一 些市售碳化石夕晶圓中之典型微管線缺陷密度可大約為每平 方公分（cnT2) 1〇〇個。鈥而，尤山 、、、 在反化矽中形成之兆瓦特裝置 需要大約〇.4cm.2之無缺陷面積。因此，獲得可用於製造用 於南電遂、高電流應用之大表面積裝置之大單晶仍然係值 得爭取的目標。 雖然低缺陷碳化矽之小樣本 了用但更廣泛商業用途 之厌化矽吊要較大樣本且詳言 您奴大日日圓。以對照說明 之，自1975年以來1〇〇 mm (4”） 圓巳有市售且在1981年 可獲侍150 mm (6，，）矽晶圓。4”及 及6日日®之砷化鎵（GaAs)亦 J05433.doc 1294925 均有市售。因此，50 mm (2”）及75 mm (3”）Sic晶圓之商業 可用性已落後於該等其他材料且在某種程度上限制了 在更多裝置及應用中之採納及應用。 微管線係在SiC晶體之接種昇華產生期間產生或傳播之 常見缺陷。其他缺陷包括穿透差排、六邊形空隙及螺旋差 排。若該等缺陷留在Sic晶體中，則生長於該晶體上之所得 裝置可併入該等缺陷。 特定缺陷之性質及說明通常在晶體生長技術中已為吾人 所熟知。微管線為中空核心超螺旋差排，其伯袼斯 向罝位於c軸上。吾人已建議或確認產生微管線之多種原 因。該等原因包括諸如矽或碳包含物之材料過量、諸如金 屬沉積物之外來雜質、邊界缺陷及局部差排之移動或滑 動。例如，見Powell等人之Gr〇wth 〇f L〇w驗卿_ 〇㈣办 SK： Waf⑽，Materials Science F〇nm，第 338_34〇卷，第 437-440 頁（2000)。 /、邊形工隙在晶體中為扁平、六邊形板狀腔，該等空隙 在其下面通常具有中空營。_ μ _ 二祖據顯示微管線與六邊形 空隙有關。該等缺陷之相對近期討論（例示性且非限制性） 係陳述於Kuhr等人之Hexaann。！ υ

Xag〇nal Volds And The Formation

Of Micropipes During SiC Sublimati〇n Growthj J〇urnal 〇f APPhedPhySiCS，第 89卷，第 8期，第 4625 頁（_年4月）中。 slC塊狀單晶中存在之表面缺陷亦可干擾單-多型晶體生 長150種可用之SlC多型會引起特殊的固難。該等多型中 之多種非常類似，通常僅藉由小的熱力學差異來區分。在 105433.doc 1294925 整個晶體中保持所要多型特徵僅係在接種昇華系統中生長 大尺寸SiC晶體之一困難。當存在表面缺陷時，在用於沉積 層之晶體表面上缺乏足夠多型資訊以保持所要多型。在生 - 長晶體表面上之多型變化會導致甚至更多的表面缺陷形 β 成。 近期研究顯不在接種昇華技術中產生之塊狀晶體之問題 可源於晶種自身及其物理處理方式；例如Sanchez等人之 • Formation Of Thermal Decomposition Cavities In Physical

Vapor Transport Of Silicon Carbide, Journal 〇f Electr〇nic Materials，第 29卷，第 3期，第 347 頁（2000)。Sanchez在第 347頁使用術語”微管線”來描述"直徑介於〇1 μπι至5之 間之近似圓柱形空隙，其形成於與[〇〇〇1]軸平行或近似平行 排列之超螺旋差排的核心"，同前。Sanchez將較大空隙 (”直徑為5μm至100μm”）稱為，，熱分解腔，，，並認為微管線及 熱分解腔係由不同原因引起。同前。 藝因此，產生在接種昇華系統中所形成之晶體中具有低缺 陷水平之碳化矽的較大、高品質塊狀單晶仍為恆定的技術

性商業目的。 nT 【發明内容】 在一態樣中，本發明為SiC之高品質單晶晶圓，該晶圓具 有至少約100 mm之直徑及低於約25 cm-2之微管線密户。八 在另一態樣中，本發明為Sic半導體前驅體晶圓，^具有 至少約100 11^1之直徑及低於約25〇111-2之微管線密度二/、 在另一態樣中，本發明係一種在接種昇華 下土负糸統中使 105433.doc 1294925 用sic的高品質單晶晶圓之方法，該晶圓具有至少約丨〇〇 mm 之直徑及低於約25 cixf2之微管線密度。 在又一態樣中，本發明係建立在SiC單晶晶種上之複數個 動力裝置’該晶種具有至少約1 〇〇 mm之直徑及低於約25 , cm之微管線密度。 【實施方式】 本t明係關於南品質碳化秒晶圓。詳言之，本發明併入 _ 多種使用接種昇華來改良該等晶圓的生長之技術。 在一態樣中，本發明為SiC之高品質單晶晶圓，該晶圓具 有至少約100 mm之直徑及低於約25 cm-2、更佳地低於約2〇 cm 2且最佳地低於約1〇 cm-2之微管線密度。單晶之多型 較佳為 3C、4H、6H、2H或 15R。 考慮到晶種之直徑與厚度的比例尺寸，無論其係表示為 百为比、分數或比率，應瞭解在由本發明所提供之改良内 谷中，泫等比例在本文描述之較大直徑晶種的内容中具有 i 其發明意義。 因此，在特定實施例中，在本文之相關實施例中以包括 晶體絕對尺寸之方式描述並主張本發明，通常以直徑來表 不絕對尺寸，其中2吋、3吋及1〇〇 mm直徑單晶為較佳。 片。表面上之黑點為微管 圓具有每平方公分少於25 圖1係根據本發明之晶圓2之照片 線。當適當計算時，該例示性晶圓 個微管線。 在另一態樣中，束發明焱宝見防^ Ω _

I05433.doc 1294925 且在其表面上具有介於約7與22 cm·2之間之微管線密度。該 表面微管線密度表示表面上之總微管線數除以晶圓之表面 積。總微管線數表示在•優先強調微管線缺陷之蝕刻以後在 ’ 表面上之總微管線數。該蝕刻較佳為熔融氫氧化鉀蝕刻。 、應瞭解’根據本發明之晶體的可量測面積顯示出微管線密 度低於22 cm 2、在一些情況下低於7 cm-2且在其他情況下 (迄今為止，預示性）為零。因此，如本文所用之表達，，低於，， • 均具有量測及預示性態樣。除了量測態樣（如圖1)之外，亦 期望一些晶體將證明甚至更少的缺陷。因此，如本文所用 之短語’’低於，，（例如，，低於，，7 cm-2)亦包括（但不限於）諸如 7-22 cm·2之範圍。 在又一態樣中，本發明為碳化矽之高品質半導體前驅體 晶圓，該碳化矽具有4H多型、至少約10〇111111之直徑且在晶 圓表面上具有約545至1730個微管線。此外，表面微管線表 示表面上之總微管線數，較佳地在熔融氫氧化鉀蝕刻之後。 藝 在如圖2圖解描述之另一態樣中，本發明為高品質碳化矽 半導體前驅體晶圓4，其具有4H多型、至少約100 mm之直 徑且在其表面上具有低於22 cm-2之微管線密度。該晶圓另 外具有位於表面上之第⑴族氮化物層6。該第m族氮化物層 6較佳為 GaN、AlGaN、AIN、AlInGaN、InN及 AlInN 中之一 或多種。 第III族氮化物之生長及電子特徵通常在此項技術中已為 吾人所熟知。碳化矽基板上之第m族氮化物層為特定類型 發光二極體（LED)之基本特徵。在其它所要因素中，第ιπ 105433.doc 1294925 族凡素（例如lnxGayNNx_y)之原子分率會適應組合物之能帶 隙（有限地）以同樣地適應所得發射頻率且因此適應led之 色彩。

關於圖3，本發明為SiC晶種9上之複數個碳化矽半導體裝 置前驅體8，該SiC晶種9具有至少約1〇〇 mm之直徑且在晶 圓表面上具有介於約7與22 cm·2之間之微管線密度。該晶圓 另外在晶圓之一些部分上具有複數個個別第III族氮化物磊 晶層10 °較佳之第III族氮化物磊晶層係單獨選自GaN、

AlGaN、AIN、AlInGaN、InN及 AlInN。 在另一態樣中，本發明係一種在接種昇華系統中產生碳 化矽之高品質塊狀單晶之方法，其改良包括生長具有至少 、、’勺100 mm直徑且具有低於約2〇 cm-2微管線密度之Sic晶 塊其後較佳地用機械方法將該SiC晶塊切割為晶圓，其中 各SB圓在表面上具有低於約2〇 cm·2之微管線密度。該等晶 圓較佳為約0.5 mm厚。 最好可接著拋光並蝕刻該等Sic晶圓。較佳之拋光為化學 機械拋光且較佳之蝕刻為熔融KOH蝕刻。進行蝕刻以突出 表面上之缺陷，且不必作為前驅體步驟以接種昇華。因此， 幵華生長通常係於未經蝕刻之拋光晶種上進行。 女此員技術中已知，SiC晶塊較佳地生長於接種昇華系統 中。在將晶塊切割為晶圓之後，接著可將該等晶圓用作碳 化石夕單晶之接種昇華生長中之晶種。 口以次明書之背景部分所提及，碳化矽接種昇華生長之 通用態樣通常已建立+呈夕# 建立兀善多年。此外’尤其在諸如碳化矽 105433.doc -12- 1294925 之困難材料系統中’彼等熟習晶體生長者將認識到所提供 技術之咩細資料可能並將通常有目的地視相關情形而變 化因此，本文所提供之描述最適當係以通用及圖解意義 來提供，熱習此項技術者認為可根據本文揭示之内容來進 行本發明之改良，而無需不當實驗。

在：發明之描述中’應瞭解已揭示多種技術。該等技術 中之母—者均具有各自優點，且各自亦可與其他所揭示技 術中之或多種（或有時全部）一起使用。因此，$ 了清楚， ㈣述内容將制止以不必要之方式重複個別步驟之每一種 可能性組合。然而’應閱讀說明書及申請專利範圍，並瞭 解該等組合完全在本發明及中請專利範圍之範嘴内。 圖4為昇華系統之截面圖解圖，該昇㈣統係用於預期適 用於本發明之接種昇華生長類型。該系統廣泛地指定為 12、—如在夕數典型系統中，系統12包括石墨晶座或掛禍^ 及複數個感應線圈16，當將電流施加至線圈“中時，該 感應線圈會加熱晶座i 4。或者，—㈣統會併人電阻加孰。 熟：該等晶體生長技術者應瞭解可將該系統另外封閉於、— 些％ i兄中’例如封閉於水冷卻之石英容器中。另外，鱼曰 座1:相聯繫之至少-氣體入口及出口（未顯示）係包括於: 種昇華系統12中。然而，該等另外之外殼較少與本發明相 關且在本文中加以省略以幫助閣明圖式及說明。另外 習此項技術者認_本文所述_之碳切昇料: 售且若必要或適當，則可以傳統方式構建。因A， 一般技術者選擇或設計而無需不當實驗。 八 105433.doc 1294925 晶座14通常由絕緣體18環繞，其中多個部分均在_中加 以說明。雖㈣4說明該絕緣體之尺寸及位置通常一致，伸 熟習此項技術者應瞭解且認為絕緣體18之位置及數量可用 於沿著晶座U提供所要熱梯度（軸向與徑向）。此外，為達到 間化之目的，該等可能性排列未在本文中說明。 晶座U包括含有碳切粉末源2G之—或多個部分。該粉 末源20最通常（儘管並非專門地）用於碳切之接種昇華生 長技術。圖4說明晶座14之下端部分含有粉末源2〇且此為— 典型排列。如同另一熟習變體，一些系統係以垂直、圓柱 狀排列來分配該源粉末’在該排列中源粉末所環繞之晶座 Η内部部分大於圖4所說明之排列中的内部圍繞部分。本文 描述之發明可適當地使用兩種設備類型來進行。 碳化石夕晶種係指定為22且通常置於晶㈣之上端部分。 晶種22較佳為單晶㈣晶種’其具有至少約刚馳之直徑 上具有低於約25 Μ之微管線密度。-生長晶體 26係在接種幵華生長期間沉積於晶種22上。 一晶種固持器28通常於適當位置固持晶種22,同時該晶 種固持器28係以適當方式連接$曰 ' 曰 m 式連接至晶座14。此可包括各種休 :戈線狀排列。在圖4所說明之方向中，晶種固持器 =㈣應包括作為晶座14(較佳為石墨掛禍)最上端部 刀之、，，田線’以使晶種固持器28可穿人晶座14之頂部以將曰 ㈣固持於所要位置。晶種固持器2δ較佳為石墨晶 态〇 當在晶種22上施加最小扭轉力時，最好可將晶㈣置於 105433.doc 1294925 坩螞14中，藉此阻止扭轉力以另外在整個晶種以促進不 §熱差之方式扭曲或彎曲晶體。 在一些實施例中’可需要在連接晶種22之前將晶種固持 器28退火。在昇華生長之前，將晶種固持㈣退火會阻止 晶種固持器28於晶體生長期間在Sic昇華溫度下經歷顯著 變形。將晶種固持器28退火亦會降低或消除整個晶種以中 之溫差’否則該溫差將易於在生長晶體中引起並傳播缺 陷。用於將晶種固持器28退火之較佳方法包括在25崎或 約為2500 C之溫度下退火至少約3〇分鐘。 在-些實施例中’最好可在昇華系統12中包括摻雜劑原 子。將摻雜劑氣體引入接種昇華系統12中會將摻雜劑原子 併入生長晶體中。根據摻雜劑之受體或供體能力來選擇換 雜劑。供體推雜劑為彼等具有n_型傳導性者且受體摻雜劑 為彼等具有卜型傳導性者。較佳之摻雜劑原子包括η-型及ρ· 里4雜d原子。尤其較佳之η_型摻雜劑包括ν、p、、讥、 及，、此〇物尤其較佳之p_型穆雜劑包括B、八卜仏、^、 T1及其混合物。 ;昇華生長之通用流程係簡要地陳述於該說明書之背 景部分及-般技術者熟知之其他來源中。通常，將具有使 曰曰座1仗反應的頻率之電流通過感應線圈b以加熱石墨晶 座“曰座14加熱粉末源20至通常高於約2〇〇〇〇c之昇華 /皿度f k擇絕緣體18之數量及位置以在粉末源與生長 晶體2 6之間產生教据疮 …、又°建立熱梯度以保持晶種22及隨後 的生長晶體之溫唐技<。， 度接近（但低於）碳化矽源極之溫度以藉此 105433.doc 1294925 在熱力學上促進蒸發物質，當碳化矽（Si、首先 於曰曰種上且其後於生長晶體上昇華至冷凝時，該等物質得 以產生；例如，美國專利第4,866,005號。 在獲得所要晶體尺寸之後，藉由將系統之溫度降低至約 19〇0°C以下並將壓力升高至約4〇〇托以上來終止生長。 在完成昇華生長過程之後，可另外需要將晶體退火。可 將曰曰體於生長溫度或高於生長温度之溫度下退火於約30分 鐘之時期。 為達成清楚說明之目的，單數術語”熱梯度，，將在本文中 使用，但熟習此項技術者應瞭解可需要多個梯度共存於晶 座14中，且可分為軸向及徑向梯度或分為複數個等溫線。 若温度梯度及其他條件（壓力、載氣等）適當地加以保 持，則總熱力學將在與晶種22相同之多型中促進蒸發物質 百先於晶種22上冷凝且接著於生長晶體26上冷凝。 〜通常如先前技術所提及，隨著各種裝置部分之晶體品質 得到改良，電子裝置之效能性質通常亦將得到改良。因此， 本發明晶圓之缺陷減少特徵類似地提供改良裝置。詳言 之，隨著微管線密度下降至2〇 cm-2或以下，較高功率較高 電流裝置變得曰益可用。 因此’在另一態樣中，本發明係形成於低缺陷100 mm碳 化矽晶圓上之複數個場效電晶體。各個場效電晶體包括至 /力100 mm直徑且具有約7至22 cmj微管線密度之塊狀單 晶碳化石夕基板晶圓。 在另一您樣中’本發明係形成於低缺陷1〇〇 mm碳化矽基 105433.doc _ 16 · 1294925 板44上之複數個金屬氧化物半導體場效電晶體 (MOSFET)42。圖5為基本MOSFET結構之圖解截面說明。 各個MOSFET 42包括具有至少約1〇〇 mm直徑及低於22 cm·2、在一些情況下介於約7與22 cm-2之間且在一些情況下 (迄今為止，預示性）低於7 cm-2之微管線密度之塊狀單晶碳 化矽基板晶圓44。塊狀單晶基板44包括彼此相對的個別第 一表面48及第二表面50。基板上之磊晶層具有個別源極

52、通道5 6及汲極54部分，而通道56係經由氧化層62由閘 接點64控制。個別源極及汲極接點5 8、6〇在源極及汲極部 分52、54上。MOSFET及MOSFET之組合與變體之結構與操 作在此項技術中已為吾人所熟知，且因此圖5及其描述僅具 例示性而非限制所主張之本發明。 關於圖6,在另一態樣中，本發明係形成於低缺陷i〇〇mm 厌化矽上之複數個金屬半導體場效電晶體（mesfet) Μ。各 個MESFET 66句乜n一… 匕括至J約100 mm且具有介於約7與22 cm-2 之間之U吕線被度之塊狀單晶碳化石夕基板晶圓。基板Μ 包括彼此相對的個如结 個另J第一表面70及第二表面72。傳導通道 74位於基板68之楚_主 ^ 表面70上。歐姆源極76及汲極78接點 位於傳導通道上。 。孟屬閘接點8 0位於傳導通道74上之泝 極76與汲極78之門 坑、 句，以致當將偏壓應用於金屬閘接點80時 會形成活性通道。 置於碳化石夕晶 體、異質場效 ’根據本發明可將一種以上裝置類型 可包括之額外裝置為接面場效電晶 一級體及此項技術中已知之其他裝 105433.doc -17- 1294925 置邊等（及其他）裝置之結構及操作在此項技術中已為吾人 所熟知且可使用本文描述及主張之基板來實施，而無需不 當實驗。 實例 —根據本餐明形成一系列SlC晶塊。表工顯示該等晶塊中之 母-者之微管線密度，如藉由上述計數法所量測。 曰曰塊號 祕管線密度(cm_2) 1 21.82~ ---- —1 20.21~ --- 3 19.97 —----- 4 18.42 ~ -- 5 16.67 '~~--- 6 —ϋ --- 一 7 — 15.67 --- —8 7.23 一~-- 表1 ·· Sic晶塊之微管線密度 在該說明書及該等圖式中，已揭示本發明之典型實施 例。專用術語已僅用於通用及描述意義，且並非用於達= 限制目的。本發明之範疇係陳述於下列申請專利範圍成 【圖式簡單說明】 ° 圖1為根據本發明之Sic晶圓之照片。 圖2為根據本發明之半導體前驅體晶圓。 圖3為根據本發明之複數個半導體前驅體裝置。 圖4為根據本發明之接種昇華系統之截面示意圖。 圖5為根據本發明之金屬氧化物半導體場效電曰 面示意圖；且 曰曰媸之裁 圖6為根據本發明之金屬半導體場效電晶體 圖。 m面π意 105433.doc 1294925 【主要元件符號說明】 4 6 8 9 10 12 14 16 18 20 22 26 42 44 48 50 52 54 56 58 60 62 64 高品質碳化矽半導體前驅體晶圓 第III族氮化物層 碳化矽半導體裝置前驅體 Sic晶種 第III族氮化物磊晶層 接種昇華系統 石墨晶座或甜禍 感應線圈 絕緣體 碳化砍粉末源 碳化矽晶種 生長晶體

金屬氧化物半導體場效電晶體/MOSFET 塊狀早晶碳化梦基板晶圓 第一表面 第二表面 源極 汲極 通道 源極接點 汲極接點 氧化層 閘接點 105433.doc -19- 1294925 66 金屬半導體場效電晶體/MESFET 68 塊狀早晶碳化碎基板晶圓 70 第一表面 72 第二表面 74 傳導通道 76 源極 78 >及極

金屬閉接點

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Claims (1)

1. I294#Ml34554號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(96年8月) 十、申請專利範圍： 1. 一種SiC之高品質單晶晶圓，其具有至少約100 mm之直徑 及低於約25 cnT2之微管線密度。 2. 如請求項1之晶圓，其中該微管線密度係低於約20 cm_2。 3. 如請求項1之晶圓，其中該微管線密度係低於約7 cm_2。 4. 如請求項1之晶圓，其中該晶體具有由下列各物組成之群 中選出之多型：3C、4H、6H、2H及15R多型。

   5. 如請求項1之晶圓，其具有4H多型；且在其表面上具有介 於7與22 cnT2之間之微管線密度。 6. 如請求項5之晶圓，其中該表面微管線密度表示該表面上 之總微管線數除以該晶圓之表面積。 7. 如請求項6之晶圓，其中該表面微管線密度表示在優先強 調微管線缺陷之蝕刻之後在該表面上之總微管線數。 8. 如請求項7之晶圓，其中該表面微管線密'度表示該表面在 熔融氫氧化鉀中蝕刻之後在該表面上之總微管線數。 9. 如請求項1之晶圓，其具有4H多型； 在其表面上具有低於25 cnT2之微管線密度；且 在該碳化矽晶圓之該表面上具有一第III族氮化物層。 10. 如請求項9之晶圓，其中該第III族氮化物層係由下列各物 組成之群中選出：GaN、AlGaN、AIN、AlInGaN、InN、 AlInN及其混合物。 11. 如請求項1之晶圓，其包含： 一塊狀單晶碳化矽基板，其具有彼此相對的個別第一 及第二表面，至少約100 mm之直徑及低於約25 cnT2之微 105433-960814.doc C32898 105433 006556751 1294925 管線密度；及 在該碳化矽基板上之複數個裝置，該裝置各自包含： 位於該基板上之一磊晶層，該層具有用於將該磊晶 層製成一第一傳導類型之適當摻雜劑原子的濃度及個別 源極、通道與汲極部分； 於该通道部分上之一金屬氧化物層；及 於該金屬氧化物層上之一金屬閘接點，當將偏壓應 用於该金屬閘接點時，其係用於形成一活性通道。 12 · —種晶圓，其包含： 一塊狀單晶碳化矽基板，其具有彼此相對的個別第一 及第二表面，至少約1〇〇 mm之直徑及低於約25 cm_2之微 管線密度；及 於該碳化矽基板上之複數個裝置，該裝置各自包含： 於該基板上之一傳導通道； 於該傳導通道上之一源極及一汲極；及 於該傳導通道上的該源極與該汲極之間之一金屬閘 接點，當將偏壓應用於該金屬閘接點時，其係用於形成 一主動通道。 13. —^種晶圓，其包含： 一塊狀單晶碳化矽基板，其具有彼此相對的個別第一 及第二表面，至少約100 mm之直徑及低於約25 之微 管線密度；及 位於該單晶碳化矽基板上之複數個接面場效電晶體。 14. 一種晶圓，其包含： 105433-960814.doc C32898 105433 006556751 1294925 一塊狀單晶碳化矽基板，其具有彼此相對的個別第一 及第二表面，至少約100 mm之直徑及低於約25 cm·2之微 管線密度；及 位於該單晶碳化矽基板上之複數個異質場效電晶體。 1 5. 一種晶圓，其包含： 一塊狀單晶碳化石夕基板，其具有彼此相對的個別第一 及第二表面，至少約100 mm之直徑及低於約25 cm·2之微 管線密度；及 位於該單晶碳化矽基板上之複數個二級體。 16_ —種形成SiC之高品質單晶晶圓之方法，該方法包含： 形成一具有稍大於100 mm的直徑之SiC晶塊； 將該晶塊切割為晶圓，該等晶圓在各晶圓之表面上具 有低於約30 cm·2之微管線密度； 其後拋光該等晶圓； 於溶融KOH中蝕刻該等經拋光晶圓；及 對該等經蝕刻晶圓之表面上的微管線計數。 17·如請求項16之方法，其中形成一 sic晶塊之該步驟包含形 成一具有低於約25 cm·2之微管線密度之晶塊。 18·如睛求項16之方法，其中形成一 sic晶塊之該步驟包含形 成一具有低於約20 cm·2之微管線密度之晶塊。 19·如請求項16之方法，其中形成一sic晶塊之該步驟包含形 成一具有低於約10 cm-2之微管線密度之晶塊。 20.如請求項16之方法，其中於熔融K〇H中蝕刻該等經拋光 晶圓之該步驟包含將該等晶圓蝕刻至大於約1〇 μηι之深 105433-960814.doc C32898 105433 006556751 -3- 1294925 度。 21·如請求項16之方法，其中對該等微管線計數之該步驟包 含對該等經_晶圓之表面上的微管線總數計數。 22·如請求項21之方法，其中對該晶圓之表面上的微管線數 5十數之該步驟進一步包含將微管線數除以晶圓表面之面 積以測定該經蝕刻晶圓之表面上的微管線密度。 23. —種在一接種昇華系統中產生碳化矽之高品質塊狀單晶 之方法，其改良包含·· 使一sic晶塊生長，該sic晶塊具有至少約100 mm之直 徑且在表面上具有低於約20 cnT2之微管線密度； 將該SiC晶塊切割為晶圓，其中各晶圓在表面上具有低 於約20 cm·2之微管線密度； 拋光該等SiC晶圓； 將該4經抛光SiC晶圓連接至一晶種固持器； 將該晶種固持器置於一坩堝中； 將SiC源粉末置於該堆渦中； 排空該坩堝以移除周圍空氣及其他雜質； 將該坩堝置於惰性氣體壓力下； 將該系統加熱至SiC生長溫度；及 降低該壓力以起始SiC生長。 24. 如請求項23之方法，其中將該SiC晶塊切割為晶圓之該步 驟包含沿一晶體生長轴進行機械切割。 25. 如請求項23之方法，其包含使Sic之一單一多型生長。 26. 如請求項23之方法，其中使一SiC晶塊生長之該步驟包含 105433-960814.doc -4- 1294925 使一具有由下列各物組成之群中選出之多型之晶塊生 長：3C、4H、6H、2H及 15R多型。 27.如請求項23之方法，其中將該Sic晶種連接至一晶種固持 器之該步驟包含將該晶種置於一石墨晶種固持器上，且 將一 SiC晶種置於一坩堝中之一晶種固持器上之該步驟 包含將該晶種置於一石墨坩堝中。

   28.如請求項23之方法，其進一步包含藉由將該坩堝中之惰 性氣體壓力增加至約4〇〇托以上並將該溫度降低至約 1900°C以下來終止生長。 29·如請求項23之方法，其中將該坩堝置於惰性氣體壓力下 之该步驟涉及引入由下列各物組成之群中選出之一惰性 氣體··稀有氣體、N2及其混合物。 3 0.如睛求項23之方法，其中將該系統加熱至Sic生長溫度之 該步驟涉及加熱至介於約^⑻與乃⑽它之間之溫度。

   31. 如請求項23之方法，其進一步包含將摻雜劑氣體引入該 接種幵華系統中之步驟以將摻雜劑併入該Sic單晶中。 32. 如請求項23之方法，其進—步包含在完成該晶體生長過 私之後將該晶體退火 33 ·如請求項23之方法， 器之該步驟包含連接 之SiC晶種晶圓。 〇 其中將该SiC晶圓連接至一晶種固持 一具有低於約10 cm·2之微管線密度 3 4 ·如請求項16之方法 化學機械抛光。 其中拋光該等晶圓之該步驟包含一 35.如請求項23之方法 其中拋光該等晶圓之該步驟包含一 105433-960814.doc C32898 105433 006556751 -5- J294925 化學機械拋光。 36. 如請求項34之方法，其進一步包含用熔融KOH來蝕刻該 等經拋光之SiC晶圓。 37. 如請求項35之方法，其進一步包含用熔融KOH來蝕刻該 等經拋光之SiC晶圓。 • 38.如請求項23之方法，其中將該SiC晶塊切割為晶圓之該步 驟包含將該等晶塊切割為具有至少約1 mm厚度之晶圓。

   105433-960814.doc 6 - 1294925 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： (無元件符號說明） 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無）

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