制造碳化硅锭的方法、碳化硅锭及其生长系统技术方案

在本发明专利技术的制造碳化硅锭的方法、碳化硅锭、制造碳化硅锭的系统中，碳化硅锭通过以下方法提供：准备坩埚组件，该坩埚组件包括具有内部空间的坩埚本体和覆盖该坩埚本体的坩埚盖；布置原料和碳化硅晶种，然后生长碳化硅锭并进行应用等，使得基于原料的重量为1，坩埚组件的重量为1.5至2.7。因此，提供了具有大面积的同时具有减少缺陷的碳化硅锭。的同时具有减少缺陷的碳化硅锭。的同时具有减少缺陷的碳化硅锭。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造碳化硅锭的方法、碳化硅锭及其生长系统


[0001]本说明书中公开的示例性实施方式涉及一种制造碳化硅锭的方法、一种碳化硅锭和一种生长碳化硅锭的方法。

技术介绍

[0002]碳化硅(SiC)、硅(Si)、氮化镓(GaN)、蓝宝石(Al2O3)、砷化镓(GaAs)、氮化铝(AlN)等单晶具有无法从其多晶对应物预期的特性。因此，工业上对其的需求正在增加。
[0003]特别是，单晶碳化硅(SiC)具有大的能带隙并且与硅(Si)相比具有优异的最大击穿电压(break field voltage)和热导率。另外，单晶碳化硅的载流子迁移率与硅相当，其电子饱和漂移速率和击穿电压也大。凭借这些特性，单晶碳化硅有望应用于要求高效率、高击穿电压和大容量的半导体设备。
[0004]对于生长碳化硅的方法，存在液相外延(LPE)、化学气相沉积(CVD)和物理气相传输(PVT)。其中，物理气相传输法(PVT)对于锭型碳化硅生长具有高生长速率，因此被广泛使用，也被称为晶种型升华法。
[0005]作为此单晶的制备方法，例如，日本公开专利公开号2001
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114599公开了在晶种上生长单晶锭的方法，该方法通过在能够引入氩气的真空容器(或加热炉)中用加热器加热晶种的同时，将晶种维持在比原料粉末的温度低10至100℃的温度下。除此之外，还尝试制造基本上无缺陷的大直径单晶锭。
[0006]作为现有技术，有韩国专利公开号10
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2012
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0139398、韩国专利公开号10
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2017
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0041223等。

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]示例性实施方式的目的是提供优质的碳化硅锭、制造该碳化硅锭的方法、制造碳化硅锭的系统等。
[0009]技术方案
[0010]为了实现上述目的，根据一种实施方式的制造碳化硅锭的方法包括：准备步骤，准备坩埚组件，该坩埚组件包括具有内部空间的坩埚本体和覆盖坩埚本体的坩埚盖；原料放置步骤，将原料放置于坩埚组件中并在距原料预定距离处放置碳化硅晶种；和生长步骤，将坩埚本体的内部空间调整为晶体生长气氛，使得原料气相传输以沉积在碳化硅晶种上，并制备从碳化硅晶种生长的碳化硅锭。
[0011]坩埚组件具有重量比Rw，使得当原料的重量被视为1时，坩埚组件的重量为原料重量的1.5至2.7倍。
[0012]坩埚组件具有长度比为Rl，Rl是从原料所处的底面到碳化硅晶种表面的长度之比，当坩埚本体的内部空间的直径被视为1时，Rl为大于1倍且小于等于2.5倍。
[0013]坩埚组件可以满足以下条件，即根据以下公式1的重量
‑
长度系数Cwl为0.6至2.2。
[0014]公式1
[0015][0016]其中，Cwl为重量
‑
长度系数，Rw为重量比，Rl为长度比。
[0017]碳化硅锭表面的凹坑可以是10k/cm2以下。
[0018]应用偏角为0度的碳化硅锭的晶片，与参考角相比，可具有
‑
1.0至+1.0度的摇摆角。
[0019]碳化硅锭可以是4英寸以上的大直径碳化硅锭。
[0020]根据另一种实施方式的制造碳化硅晶片的方法包括：准备步骤，准备坩埚组件，该坩埚组件包括具有内部空间的坩埚本体和覆盖坩埚本体的坩埚盖；原料放置步骤，将原料放置于坩埚组件中并在距原料预定距离处放置碳化硅晶种；生长步骤，将坩埚本体的内部空间调整为晶体生长气氛，使得原料气相传输以沉积在碳化硅晶种上，并制备从碳化硅晶种生长的碳化硅锭；切片步骤，将碳化硅锭切片以制备切片晶体；和抛光步骤，抛光切片晶体以形成碳化硅晶片。原料重量被视为1时，坩埚组件具有坩埚组件的重量为1.5至2.7倍的重量比Rw。
[0021]切片步骤可以是制备切片晶体使得偏角是选自0至15度的角度的步骤。
[0022]抛光步骤是抛光使得碳化硅晶片的厚度为300至800μm的步骤。
[0023]碳化硅晶片是应用0至15度的偏角并且与参考角相比具有
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1.0至+1.0度的摇摆角的碳化硅晶片。
[0024]根据又一实施方式的碳化硅锭具有4英寸以上的大直径，并且其表面具有10k/cm2以下的凹坑。
[0025]与参考角相比，应用偏角为0度的碳化硅锭的晶片可包括
‑
1.0至+1.0度的摇摆角。
[0026]根据一种实施方式用于生长碳化硅锭的系统是包括反应容器和加热器并生长碳化硅锭的系统，其中，反应容器内设置有包括具有内部空间的坩埚本体和覆盖坩埚本体的坩埚盖的坩埚组件，其中将原料置于坩埚组件中，并且将碳化硅晶种置于距原料预定距离处，其中加热器使内部空间处于晶体生长气氛中，使得原料气相传输并沉积在碳化硅晶种上，并制备从碳化硅晶种生长的碳化硅锭，并且其中原料重量被视为1时，坩埚组件加热前具有坩埚组件重量1.5至2.7倍的重量比Rw。
[0027]坩埚组件可以具有长度比Rl，即从原料所处的底面到碳化硅晶种表面的长度比，当坩埚本体的内部空间的直径为1时，Rl为大于1倍且小于等于2.5倍。
[0028]坩埚组件可具有根据以下公式1的重量
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长度系数Cwl，其为0.6至2.2。
[0029]公式1
[0030][0031]其中，Cwl为重量
‑
长度系数，Rw为重量比，Rl为长度比。
[0032]碳化硅锭可以是4英寸以上的大直径碳化硅锭。
[0033]应用偏角为0度的碳化硅锭的晶片，与参考角相比，可具有
‑
1.0至+1.0度的摇摆
角。
[0034]有益效果
[0035]根据实施方式的制造碳化硅锭的方法、碳化硅锭、生长碳化硅锭的系统等可以提供生长具有良好特性的碳化硅锭的系统、碳化硅锭、由此制造的晶片等。
附图说明
[0036]图1是根据一种实施方式的剖视图的反应容器的概念图。
[0037]图2和图3分别是示出根据实施方式的剖视图的坩埚组件的概念图。
[0038]图4示出了实施方式中应用的温度
‑
压力的曲线图。
具体实施方式
[0039]在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以便本专利技术所属领域的技术人员能够容易地实施。然而，示例性实施方式可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限于文本描述的实施方式。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
[0040]在整个本申请中，短语某个元件“包含”或“包括”另一元件是指该元件可以进一步包括一个或多个其他元件，但不排除一个或多个其他元件的存在或添加，除非有相反说明。
[0041]贯穿本申请，应当理解，当元件被称为“连接”到另一元件时，它可以直接连接到另一元件或者可以存在中间元件。
[0042]在本申请中，“B被放置在A上”是指放置B与A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造碳化硅锭的方法，包括：准备步骤，准备坩埚组件，所述坩埚组件包括具有内部空间的坩埚本体和覆盖该坩埚本体的坩埚盖；原料放置步骤，将原料放置于坩埚组件中并在距原料预定距离处放置碳化硅晶种；和生长步骤，将坩埚本体的内部空间调整为晶体生长气氛，使得原料气相传输以沉积在碳化硅晶种上，并制备从碳化硅晶种生长的碳化硅锭，其中，坩埚组件具有当原料的重量被视为1时，坩埚组件的重量为原料的重量的1.5至2.7倍的重量比Rw。2.权利要求1所述的制造碳化硅锭的方法，其中，所述坩埚组件具有长度比Rl，Rl是从原料所处的底面到碳化硅晶种表面的长度之比，当坩埚本体的内部空间的直径被视为1时，Rl为大于1倍且小于等于2.5倍。3.权利要求2所述的制造碳化硅锭的方法，其中，所述坩埚组件具有根据以下公式1的重量
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长度系数Cwl，Cwl为0.6至2.2，公式1其中，Cwl为重量
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长度系数，Rw为重量比，Rl为长度比。4.权利要求1所述的制造碳化硅锭的方法，其中，碳化硅锭的表面具有10k/cm2以下的凹坑。5.权利要求1所述的制造碳化硅锭的方法，其中，所述碳化硅锭是4英寸以上的大直径碳化硅锭。6.一种制造碳化硅晶片的方法，包括：准备步骤，准备坩埚组件，所述坩埚组件包括具有内部空间的坩埚本体和覆盖坩埚本体的坩埚盖；原料放置步骤，将原料放置于坩埚组件中并在距原料预定距离处放置碳化硅晶种；生长步骤，将坩埚本体的内部空间调整为晶体生长气氛，使原料气相传输以沉积在碳化硅晶种上，并制备从碳化硅晶种生长的碳化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴钟辉，崔正宇，金政圭，具甲烈，甄明玉，
申请(专利权)人：赛尼克公司，
类型：发明
国别省市：