一种导电型碳化硅单晶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种导电型碳化硅单晶，掺杂元素包括氮和原子半径大于硅的原子半径的元素；所述导电型碳化硅单晶的电阻率为0.01Ω·cm～0.05Ω·cm；所述原子半径大于硅的原子半径的元素的掺杂浓度为氮元素浓度的0.1％到10％。本发明专利技术中的碳化硅晶体，在氮元素掺入的基础上，通过原子半径大于硅的原子半径的元素的引入，并控制氮和原子半径大于硅的原子半径的元素的浓度，在保证电阻率处于导电类型碳化硅单晶衬底要求的基础上，能够补偿氮原子和碳原子尺寸差异引起的晶格畸变，降低晶体的内应力，降低晶体内部的位错密度。本发明专利技术还提供了一种导电型碳化硅单晶的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种导电型碳化硅单晶及其制备方法
本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种导电型碳化硅单晶及其制备方法。
技术介绍
碳化硅(SiC)单晶是一种宽禁带半导体材料，具有禁带宽度大、临界击穿场强大、热导率高、饱和漂移速度高等诸多特点，这些特性使得碳化硅被广泛地应用于制作高温、高频及大功率电子器件。现有的碳化硅导电衬底，主要掺杂元素为氮，通过控制氮原子浓度至一定含量达到要求的电阻率。氮原子在晶体内，主要占据碳原子位，由于氮原子比碳原子尺寸小，造成晶格畸变，导致晶体内部存在较多的位错。目前的碳化硅晶片中，主要包含有三类位错：基面位错(BPD)、贯通螺旋位错(TSD)和贯通刃型位错(TED)。根据关于晶体缺陷与器件的调查报告，BPD会引起器件的氧化膜不良，造成器件的绝缘击穿，另外，在双极性器件中，BPD会引发层积缺陷，造成器件性能退化。TSD也会造成器件漏电流的产生，并使栅氧化膜寿命降低。由此可见，在碳化硅单晶内的位错会严重影响器件的使用及寿命，尤其是碳化硅衬底中基平面位错(BPD)的存在，其在外延的过程中很容易转变为堆垛层错(SF)，严本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电型碳化硅单晶，掺杂元素包括氮和原子半径大于硅的原子半径的元素；/n所述导电型碳化硅单晶的电阻率为0.01Ω·cm～0.05Ω·cm；/n所述原子半径大于硅的原子半径的元素的掺杂浓度为氮元素浓度的0.1％到10％。/n

【技术特征摘要】
1.一种导电型碳化硅单晶，掺杂元素包括氮和原子半径大于硅的原子半径的元素；
所述导电型碳化硅单晶的电阻率为0.01Ω·cm～0.05Ω·cm；
所述原子半径大于硅的原子半径的元素的掺杂浓度为氮元素浓度的0.1％到10％。


2.根据权利要求1所述的导电型碳化硅单晶，其特征在于，所述电阻率为0.03Ω·cm～0.04Ω·cm。


3.根据权利要求1所述的导电型碳化硅单晶，其特征在于，所述氮元素的掺杂浓度为1×1018cm-3～5×1018cm-3。


4.根据权利要求1所述的导电型碳化硅单晶，其特征在于，所述原子半径大于硅的原子半径的元素为过渡族金属元素。


5.根据权利要求1所述的导电型碳化硅单晶，其特征在于，所述原子半径大于硅的原子半径的元素为钒、钛、钪、铬、锰、铁、钨、钽、铜、锑、镓、锡和金中的一种或几种。


6.根据权利要求1所述的导电型碳化硅单晶，其特征在于，所述原子半径大于硅的原子半径的元素的掺杂浓度为氮元素浓度的0.5％到5％。


7.根据权利要求1所述的导电型碳化硅单晶，其特征在于，所述原子半径大于硅的原子半径的元素的掺杂浓度为为氮元素浓度的1％到3％。


8.根据权利要求1所述的导电型碳化硅单晶，其特征在于，所述导电型碳化硅单晶的穿透螺位错密度小于600cm-2，基平面位错密度小于400cm-2，总位错密度小于3000cm-2。


9.根据权利要求1所述的导电型碳化硅单晶，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春俊，雍庆，娄艳芳，赵宁，姚静，王波，彭同华，杨建，
申请(专利权)人：北京天科合达半导体股份有限公司，北京天科合达新材料有限公司，江苏天科合达半导体有限公司，新疆天科合达蓝光半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11