碳化硅晶片及其制造方法和半导体器件与流程

文档序号:29459041发布日期:2022-03-30 14:21阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种碳化硅晶片,其特征在于,换算弹性模量为300gpa至370gpa,硬度为35gpa至48gpa,上述换算弹性模量及上述硬度通过以10mn的载荷施加三角锥形状的压头的纳米压痕测试来测定。2.根据权利要求1所述的碳化硅晶片,其特征在于,在上述纳米压痕测试中,测定除从上述碳化硅晶片的最外围边缘朝向中心方向占据10mm的宽度的环形区域之外的任意10个位置的值。3.根据权利要求1所述的碳化硅晶片,其特征在于,上述碳化硅晶片的直径为4英寸以上,含有4h-碳化硅结构,上述碳化硅晶片包括:si面,为在表面具有硅原子层的一侧面;以及c面,为在表面具有碳原子层的另一侧面。4.根据权利要求1所述的碳化硅晶片,其特征在于,通过杜邦冲击试验以厚度为360μm的试片、25g的砝码测定的裂纹产生落锤高度为100mm以上。5.根据权利要求1所述的碳化硅晶片,其特征在于,上述换算弹性模量的标准偏差为5.5gpa以下,上述硬度的标准偏差为1.1gpa以下。6.一种碳化硅晶片制造方法,其特征在于,包括:准备步骤,在具有内部空间的反应容器中,隔开间隔配置原料物质和碳化硅晶种,生长步骤,通过调节上述内部空间的温度、压力及气氛来升华上述原料物质,并在上述碳化硅晶种上生长碳化硅锭,以及冷却步骤,冷却上述反应容器,并回收上述碳化硅锭;上述生长步骤在具有100sccm至300sccm的流量的非活性气体气氛中进行,上述冷却步骤在具有1sccm至250sccm的流量的非活性气体气氛中进行,上述反应容器的热导率为120w/mk以下,上述碳化硅晶片制造方法还包括切割步骤,通过切割上述碳化硅锭来制得碳化硅晶片,在对经过上述切割步骤的碳化硅晶片进行研磨及表面抛光处理的碳化硅晶片中,换算弹性模量为300gpa至370gpa,硬度为35gpa至48gpa。7.根据权利要求6所述的碳化硅晶片制造方法,其特征在于,上述反应容器的热导率为85w/mk以上。8.根据权利要求6所述的碳化硅晶片制造方法,其特征在于,在上述准备步骤中,上述反应容器还配置:绝热材料,包围上述反应容器,反应腔室,在内部设置上述反应容器,以及加热单元,设置于上述反应腔室的外部;
上述绝热材料在2000℃的温度下的热导率为1.24w/mk以下。9.一种碳化硅晶片,其特征在于,包括:一侧面,相比碳原子而言,在表面暴露更多的硅原子,以及另一侧面,相比硅原子而言,在表面暴露更多的碳原子;上述另一侧面的换算弹性模量ec与上述一侧面的换算弹性模量esi之比ec/esi为0.8至1.15,上述另一侧面的硬度hc与上述一侧面的硬度his之比hc/his为0.85至1.15,上述另一侧面的换算弹性模量、上述一侧面的换算弹性模量、上述另一侧面的硬度及上述一侧面的硬度通过以10mn的载荷施加三角锥形状的压头的纳米压痕测试测定,在上述纳米压痕测试中,测定除从上述碳化硅晶片的最外围边缘朝向中心方向占据10mm的宽度的环形区域之外的任意10个位置的值。10.根据权利要求9所述的碳化硅晶片,其特征在于,上述一侧面的换算弹性模量esi为300gpa至350gpa。11.一种碳化硅晶片,其特征在于,包括:一侧面,在表面暴露硅原子层,以及另一侧面,在表面暴露碳原子层;根据纳米压痕测试,从三角锥形状的压头开始压入碳化硅晶片压入直至达到10mn为止,在以y=ax2+bx+c形式回归根据载荷的压入量的二次多项式中,上述a为0.37至0.6,上述b为10至33,x表示压入量,y表示载荷。12.根据权利要求11所述的碳化硅晶片,其特征在于,根据上述纳米压痕测试,上述另一侧面的换算弹性模量ec与上述一侧面的上述换算弹性模量esi之比ec/esi为0.8至1.15。13.根据权利要求12所述的碳化硅晶片,其特征在于,上述一侧面的上述换算弹性模量esi为300gpa至350gpa。14.一种半导体器件,其特征在于,包括:权利要求1所述的碳化硅晶片;外延层,配置于上述碳化硅晶片的一侧面;阻隔区,隔着上述外延层配置于上述碳化硅晶片的相对侧;源极,与上述外延层相接触;栅极,配置于上述阻隔区;以及漏极,配置于上述碳化硅晶片的另一侧面。

技术总结
本实施方式提供如下的碳化硅锭及碳化硅晶片:在碳化硅锭的制造过程中,通过控制非活性气体的流量、反应容器的热特性来确保换算弹性模量、硬度等的机械特性。并且,本实施方式提供如下的碳化硅锭及晶片:如位错密度等的缺陷值降低,具有良好的质量。具有良好的质量。具有良好的质量。


技术研发人员:朴钟辉 具甲烈 崔正宇 张炳圭 甄明玉 金政圭 徐正斗
受保护的技术使用者:赛尼克公司
技术研发日:2021.09.17
技术公布日:2022/3/29
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