[發明專利]碳化硅單晶、碳化硅晶片和半導體器件

有效

• 申請號: 201280023709.2
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN103635615A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 郡司島造;浦上泰;安達步
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝;豐田自動車株式會社
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;H01L29/161
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳建全

1.一種碳化硅單晶，其具備以下構成：

（1）所述碳化硅單晶具有至少一個以上的取向區域，所述取向區域的基底面位錯的直線性高，并且所述基底面位錯向結晶學上等價的三個<11-20>方向取向，

（2）所述“取向區域”是指按照以下步驟判定的區域：

（a）由所述碳化硅單晶切出與{0001}面大致平行的晶片；

（b）對所述晶片基于透射配置進行X射線形貌測定，拍攝與結晶學上等價的三個{1-100}面衍射對應的X射線形貌圖像；

（c）將三個所述X射線形貌圖像分別變換為將圖像內的各點的亮度數值化而成的數碼圖像，并且將三個所述數碼圖像分別劃分成一邊的長度L為10±0.1mm的正方形的測定區域；

（d）對與晶片上的同一區域對應的三個所述測定區域中的所述數碼圖像進行二維傅立葉變換處理，得到功率譜即傅立葉系數的振幅A的頻譜；

（e）將三個所述功率譜分別進行極坐標函數化，求出平均振幅A的角度依賴性即方向依賴性的函數A_ave.(θ)，其中，0°≤θ≤180°；

（f）將三個所述A_ave.(θ)的積算值A'_ave.(θ)描繪成曲線，對與三個所述<1-100>方向相當的三個θ_i分別算出峰值A'_ave.(θ_i)與背景B.G.(θ_i)之比即A'_ave.(θ_i)/B.G.(θ_i)比，其中，當描繪成曲線時，x軸為θ，y軸為A'_ave，并且θ_i=中的i=1～3；和

（g）當三個所述A'_ave.(θ_i)/B.G.(θ_i)比都為1.1以上時，將與三個所述測定區域對應的所述晶片上的區域判定為“取向區域”。

2.根據權利要求1所述的碳化硅單晶，其中，所述取向區域中的至少一個處于所述碳化硅單晶的除了小面痕以外的區域。

3.根據權利要求1所述的碳化硅單晶，其中，所述取向區域中的至少一個處于所述碳化硅單晶的大致中央部。

4.根據權利要求1所述的碳化硅單晶，其具備與所述碳化硅單晶的小面痕的距離為L₁的第一取向區域和與所述小面痕的距離為L₂的第二取向區域，其中，L₂>L₁，

與所述第二取向區域對應的取向強度B即三個所述A'_ave.(θ_i)/B.G.(θ_i)比的平均值大于與所述第一取向區域對應的所述取向強度B。

5.根據權利要求1所述的碳化硅單晶，其中，在反映<11-20>方向內基底面位錯向與偏斜下游方向所成的角度最小的<11-20>方向取向的功率譜中，<1-100>方向的峰值A'_ave.(θ_i)最大。

6.根據權利要求1所述的碳化硅單晶，其中，由所述碳化硅單晶切出的至少一個所述晶片的所述取向區域的面積的總和S與所述測定區域的面積的總和S₀的比例即S×100/S₀為50%以上。

7.根據權利要求1所述的碳化硅單晶，其中，所述取向區域中的至少一個的取向強度B即三個所述A'_ave.(θ_i)/BG(θ_i)比的平均值為1.2以上。

8.根據權利要求1所述的碳化硅單晶，其不含疊層缺陷。

9.一種碳化硅晶片，其是與{0001}面大致平行地由權利要求1所述的碳化硅單晶切出的。

10.根據權利要求9所述的碳化硅晶片，其中，在表面上形成有外延生長膜。

11.一種半導體器件，其是使用權利要求9所述的碳化硅晶片而制造的。

12.根據權利要求11所述的半導體器件，其中，所述半導體器件為二極管、晶體管或發光二極管。