碳化硅铸锭、碳化硅铸锭的制造方法和碳化硅晶片的制造方法与流程

文档序号:34513033发布日期:2023-06-21 11:09阅读:30来源:国知局

本发明涉及碳化硅铸锭、碳化硅铸锭的制造方法和碳化硅晶片的制造方法。


背景技术:

1、碳化硅(以下,也记载为sic)与si相比具有带隙为约3倍、饱和漂移速度为约2倍、介电击穿电场强度为约10倍的优异的物性值,是具有大的导热率的半导体,因此被期待作为实现远远凌驾于目前使用的si单晶半导体的性能之上的下一代的高电压/低损耗半导体元件的材料。

2、作为用于这样的半导体元件的sic晶片的制造方法之一,已知有升华法。在籽晶中包含被称为微管的中空缺陷的情况下,若通过升华法在籽晶上形成由sic构成的单晶层(以下,称为块状晶体(bulk crystal)生长层),则其微管也延续至块状晶体生长层。

3、为了解决这种微管的问题,专利文献1中公开了:使包含c和si的原料气体富含si、并通过cvd法进行外延生长的sic单晶膜的制造方法。根据该制造方法,若以数十 μm/小时的成膜速率使100-150 μm左右的外延膜生长,则微管被分解成多个1c螺旋位错,因此可得到减少了从籽晶延续微管的sic单晶膜。然而,即使在微管封闭、分解后,螺旋位错也在多个1c螺旋位错彼此分散且没有充分地在空间上扩展的状态(10 μm左右)下局部聚集,从而导致结晶性低。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1:日本专利第4044053号公报。


技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、鉴于上述情况,本发明的目的在于提供:在封闭籽晶中的微管的同时减少了螺旋位错的聚集的碳化硅铸锭、其制造方法和碳化硅晶片的制造方法。

3、用于解决课题的手段

4、用于达到上述目的的本发明的方案为碳化硅铸锭,其特征在于,具备:由碳化硅单晶构成、且具有作为中空缺陷的微管的籽晶;设于上述籽晶上的由碳化硅构成的缓冲层;以及设于上述缓冲层上的由碳化硅构成的块状晶体生长层,上述缓冲层和上述块状晶体生长层具有延续至被上述缓冲层封闭的上述微管的多个螺旋位错,在上述块状晶体生长层中共用上述微管的多个上述螺旋位错彼此的间隔为150 μm以上。

5、用于达到上述目的的本发明的另一方案为碳化硅铸锭的制造方法,其特征在于,具备以下工序:第1工序,在由碳化硅单晶构成、且具有作为中空缺陷的微管的籽晶上形成由碳化硅构成的缓冲层;以及第2工序,在上述缓冲层上形成由碳化硅构成的块状晶体生长层,在上述第1工序中,通过气体法在2400℃以上的温度下形成厚度为100 μm以上的上述缓冲层,该气体法使用了碳原子与硅原子的原子数比(c/si比)设为0.5以上且0.9以下的原料气体,在上述第2工序中,通过气体法或升华法形成上述块状晶体生长层。

6、用于达到上述目的的本发明的又一方案为碳化硅晶片的制造方法,其特征在于:通过上述碳化硅铸锭的制造方法形成碳化硅铸锭,将上述块状晶体生长层切片。

7、发明效果

8、根据本发明,提供在封闭籽晶中的微管的同时减少了螺旋位错的聚集的碳化硅铸锭、其制造方法和碳化硅晶片的制造方法。



技术特征:

1.碳化硅铸锭,其特征在于,具备:

2.权利要求1所述的碳化硅铸锭,其特征在于:上述缓冲层的厚度为100μm以上。

3. 碳化硅铸锭的制造方法,其特征在于,具备以下工序:

4.权利要求3所述的碳化硅铸锭的制造方法,其特征在于:在上述第2工序中,通过气体法形成上述块状晶体生长层,该气体法使用了c/si比高于上述第1工序的原料气体。

5.碳化硅晶片的制造方法,其特征在于:通过权利要求3或权利要求4所述的碳化硅铸锭的制造方法形成碳化硅铸锭,


技术总结
本发明提供:在封闭籽晶中的微管的同时减少了螺旋位错的聚集的碳化硅铸锭、其制造方法和碳化硅晶片的制造方法。一种碳化硅铸锭,其具备:由碳化硅单晶构成、且具有作为中空缺陷的微管(5)的籽晶(2);设于籽晶(2)上的由碳化硅构成的缓冲层(3);以及设于缓冲层(3)上的由碳化硅构成的块状晶体生长层(4),缓冲层(3)和块状晶体生长层(4)具有延续至被缓冲层(3)封闭的微管(5)的多个螺旋位错(6),在块状晶体生长层(4)中共用微管(5)的多个螺旋位错(6)彼此的间隔为150μm以上。

技术研发人员:镰田功穗,星乃纪博,别役洁,土田秀一,冈本武志,堀合慧祥
受保护的技术使用者:一般财团法人电力中央研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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