碳化硅单晶衬底制造技术

技术编号:18843351 阅读:4 留言:0更新日期:2018-09-05 08:51
在检测器6配置于[11‑20]方向、在相对于[‑1‑120]方向在±15°以内的方向上用X射线照射包括主面11的中心O的第一测量区域31、以及使用所述检测器测量源自所述第一测量区域31的衍射X射线的情况下,第一强度分布1的最大强度的比例大于或等于1500。在检测器6配置于[‑1100]方向、在相对于[1‑100]方向在±6°以内的方向上用X射线照射所述第一测量区域31、以及使用所述检测器6测量源自所述第一测量区域31的衍射X射线的情况下,第二强度分布2的最大强度的比例大于或等于1500。在所述第一强度分布1指示最大值时的能量的最大值EH1与最小值EL1之差的绝对值小于或等于0.06keV。

Silicon carbide single crystal substrate

The ratio of the maximum intensity of the first intensity distribution 1 is measured using the detector 6 in the [11_20] direction, irradiating the first measurement region 31 including the center O of the main plane 11 with X-rays in the direction relative to [1_120] in the direction less than [15], and measuring the diffraction X-rays from the first measurement region 31 using the detector. An example is greater than or equal to 1500. The maximum intensity ratio of the second intensity distribution 2 is greater than or equal to 1500 when the detector 6 is disposed in the direction of [1100], the first measurement area 31 is irradiated by X-rays in the direction of 6 100 relative to the direction of 1_100, and the diffraction X-rays from the first measurement area 31 are measured using the detector 6. . The absolute value of the difference between the maximum value of energy EH1 and the minimum value of EL1 when the first strength distribution 1 indicates the maximum value is less than or equal to 0.06keV.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳化硅单晶衬底
本专利技术涉及一种碳化硅单晶衬底。本申请主张基于2016年2月9日提交的日本专利申请2016-022388号的优先权,其全部内容以引用的形式并入本文中。
技术介绍
例如,日本专利特许公开2009-120419号公报(专利文献1)描述了一种使用升华法制造碳化硅单晶的方法。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特许公开2009-120419号公报
技术实现思路
根据本专利技术的碳化硅单晶衬底包含相对于(0001)面在<11-20>方向上倾斜的主面。在沿与主面垂直的方向观察时检测器配置于[11-20]方向上、在相对于[-1-120]方向在±15°以内的方向上用X射线照射包括主面的中心的第一测量区域、且使用所述检测器测量来自所述第一测量区域的衍射X射线的情况下,在6.9keV~11.7keV范围内所述衍射X射线的第一强度分布的最大强度对所述第一强度分布的背景强度之比大于或等于1500。在沿与主面垂直的方向观察时检测器配置于平行于[-1100]方向的方向、在相对于[1-100]方向在±6°以内的方向上用X射线照射第一测量区域、且使用所述检测器测量来自所述第一测量区域的衍射X射线的情况下,在8.0keV~9.5keV范围内所述衍射X射线的第二强度分布的最大强度对所述第二强度分布的背景强度之比大于或等于1500。在沿与主面垂直的方向观察时检测器配置于[11-20]方向上并且要用X射线照射的位置在相对于[-1-120]方向在±15°以内的范围内变化的情况下,在所述第一强度分布指示在6.9keV~11.7keV范围内的最大值时的能量的最大值与最小值之差的绝对值小于或等于0.06keV。附图说明图1是显示根据本实施方案的碳化硅单晶衬底的构造的示意性平面图。图2是显示根据本实施方案的碳化硅单晶衬底的构造的示意性横截面图。图3是显示用于测量第一强度分布的方法的示意性正视图。图4是显示用于测量第一强度分布的方法的示意性平面图。图5显示了示例性的第一强度分布。图6是显示用于测量第一强度分布的方法的示意性平面图。图7是显示用于测量第一强度分布的方法的示意性平面图。图8显示了示例性的第一强度分布。图9显示了检测器的角度与指示第一强度分布的最大值时的能量之间的关系。图10是显示用于测量第二强度分布的方法的示意性正视图。图11是显示用于测量第二强度分布的方法的示意性平面图。图12显示了示例性的第二强度分布。图13是显示用于测量第二强度分布的方法的示意性平面图。图14是显示用于测量第二强度分布的方法的示意性平面图。图15显示了示例性的第二强度分布。图16显示了检测器的角度与指示第二强度分布的最大值时的能量之间的关系。图17是显示用于测量第三强度分布的方法的示意性平面图。图18显示了示例性的第三强度分布。图19是显示用于测量第四强度分布的方法的示意性平面图。图20显示了示例性的第四强度分布。图21是显示用于碳化硅单晶锭(ingot)的制造设备的构造的示意性横截面图。图22是显示用于制造碳化硅单晶衬底的方法的示意性横截面图。图23显示了在生长碳化硅单晶的步骤中加热器功率与碳化硅单晶长度之间的关系。具体实施方式[本专利技术要解决的问题]本专利技术的目的是提供一种应变减小的碳化硅单晶衬底。[本专利技术的有益效果]根据本专利技术,能够提供应变减小的碳化硅单晶衬底。[本专利技术实施方案的概要]首先,下文对本专利技术实施方案的概要进行说明。关于本说明书中的结晶学指示,单个取向由[]表示,组的取向由<>表示,并且单个面由()表示,且组的面由{}表示。负指数应该通过将“-”(横号(bar))置于数字之上来进行晶体学指示,但是在本说明书中通过将负号放在数字之前来指示。(1)根据本专利技术的碳化硅单晶衬底包含相对于(0001)面在<11-20>方向上倾斜的主面11。在沿与主面11垂直的方向观察时检测器6配置于[11-20]方向上、在相对于[-1-120]方向在±15°以内的方向上用X射线照射包括主面11的中心的第一测量区域31、且使用所述检测器6测量源自所述第一测量区域31的衍射X射线的情况下,在6.9keV~11.7keV范围内所述衍射X射线的第一强度分布1的最大强度对第一强度分布1的背景强度之比大于或等于1500。在沿与主面11垂直的方向观察时检测器6配置于平行于[-1100]方向的方向上、在相对于[1-100]方向在±6°以内的方向上用X射线照射第一测量区域31、且使用检测器6测量源自第一测量区域31的衍射X射线的情况下,在8.0keV~9.5keV范围内所述衍射X射线的第二强度分布2的最大强度对第二强度分布2的背景强度之比大于或等于1500。在沿与主面11垂直的方向观察时检测器6配置于[11-20]方向上并且要用X射线照射的位置在相对于[-1-120]方向在±15°以内的范围内变化的情况下,在所述第一强度分布1指示在6.9keV~11.7keV范围内的最大值时能量的最大值EH1与最小值EL1之差的绝对值小于或等于0.06keV。通常,通过以使得碳化硅单晶衬底具有对应于期望面(例如相对于(0001)面倾斜4°的面)的主面的方式切割碳化硅单晶锭,得到碳化硅单晶衬底。在对实际碳化硅单晶衬底的晶格排列的详细分析中,将晶格对准以在碳化硅单晶衬底的主面中形成期望的面;然而,在高指数晶面中,晶格可能未对准以形成六方晶系碳化硅的理论晶格面。具体地,例如在理想的六方晶系碳化硅的情况下,硅原子或碳原子排列在由下述晶面(1)表示的特定的高指数晶面中。然而,在实际的六方晶系碳化硅的情况下,硅原子或碳原子可能不排列在上述特定的高指数晶面中,且可以排列在相对于上述特定的高指数晶面倾斜的平面中。这大概是由于如下原因:碳化硅单晶衬底内部的晶格排列是三维应变的(strained),因此偏离了六方晶系碳化硅的理论晶格排列。应注意,高指数晶面例如是指(1-10X)面(X=3、5、7、10等)。[式1](1-1010)……晶面(1)为了获得具有小三维应变的高质量碳化硅单晶衬底,期望的是,在生长碳化硅单晶锭的过程中在晶体表面的热环境的变化小的条件下进行碳化硅单晶锭的生长,同时保持其生长表面尽可能平坦。为了实现这种晶体生长环境,例如考虑:使用具有5区结构的加热器的碳化硅单晶制造设备;并单独控制加热器各自的加热器功率以降低碳化硅单晶锭的生长表面的温度分布并减少生长表面的温度变化。具体地,例如在其中碳化硅单晶锭的长度为0~25mm的范围内,每1mm进行热流体模拟,由此计算在锭的生长表面内和在源材料中的温度分布并计算坩埚周围的温度分布。然后,确定施加到加热器的各个加热器功率,以降低碳化硅单晶锭的生长表面和源材料中的温度分布并降低生长表面和源材料表面的温度变化。热流体模拟是例如使用构件如坩埚和隔热体、籽晶和碳化硅源材料的导热率和辐射率来计算炉内的温度分布。通过如下所述基于热流体模拟的结果来控制加热器各自的加热器功率,能够得到具有小应变的碳化硅单晶锭。结果,能够得到应变减小的碳化硅单晶衬底。(2)在根据(1)所述的碳化硅单晶衬底10中,在沿与主面11垂直的方向观察时检测器6配置于与[-1100]方向平行的方向上并且要用X射线照射的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅单晶衬底,所述碳化硅单晶衬底包含相对于(0001)面在

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.09 JP 2016-0223881.一种碳化硅单晶衬底,所述碳化硅单晶衬底包含相对于(0001)面在<11-20>方向上倾斜的主面,在沿与主面垂直的方向观察时检测器配置于[11-20]方向、在相对于[-1-120]方向在±15°以内的方向上用X射线照射包括所述主面的中心的第一测量区域、且使用所述检测器测量来自所述第一测量区域的衍射X射线的情况下,在6.9keV~11.7keV范围内所述衍射X射线的第一强度分布的最大强度对所述第一强度分布的背景强度之比大于或等于1500,在沿与所述主面垂直的方向观察时所述检测器配置于平行于[-1100]方向的方向、在相对于[1-100]方向在±6°以内的方向上用X射线照射所述第一测量区域、且使用所述检测器测量来自所述第一测量区域的衍射X射线的情况下,在8.0keV~9.5keV范围内所述衍射X射线的第二强度分布的最大强度对所述第二强度分布的背景强度之比大于或等于1500,在沿与所述主面垂直的方向观察时所述检测器配置于[11-20]方向并且用X射线照射的位置在相对于[-1-120]方向在±15°以内的范围内变化的情况下,在所述第一强度分布指示在6.9keV~11.7keV范围内的最大值时的能量的最大值与最小值之差的绝对值小于或等于0.06keV。2.根据权利要求1所述的碳化硅单晶衬底,其中在沿与所述主面垂直的方向观察时所述检测器配置于与[-1100]方向平行的方向并且用X射线照射的位置在相对于[1-100]方向在±6°以内的范围内变化的情况下,在所述第二强度分布指示在8.0keV~9.5keV的范围内的最大值...

【专利技术属性】
技术研发人员:冲田恭子樱田隆高须贺英良上田俊策佐佐木将梶直树三岛英彦江口宽航
申请(专利权)人:住友电气工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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