[發(fā)明專利]SiC單晶、其制造方法、SiC晶片和半導(dǎo)體器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280027744.1
• 申請(qǐng)日: 2012-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103582723B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郡司島造;重藤啟輔;浦上泰;山田正德;安達(dá)步;小林正和
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社豐田中央研究所;株式會(huì)社電裝;昭和電工株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C30B29/36
• 分類號(hào): C30B29/36;H01L21/203
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11219
• 代理人: 楊海榮,穆德駿

1.一種制造SiC單晶的方法，具有如下構(gòu)成：

(a)所述制造SiC單晶的方法重復(fù)n次a面生長(zhǎng)步驟，其中n≥2；

(b)第1a面生長(zhǎng)步驟是通過(guò)使用具有第一生長(zhǎng)面的第一籽晶在所述第一生長(zhǎng)面上實(shí)施SiC單晶的a面生長(zhǎng)的步驟，所述第一生長(zhǎng)面自(0001)面的偏離角為80°～100°；

(c)第k a面生長(zhǎng)步驟在2≤k≤n時(shí)是如下步驟：從在第(k-1)a面生長(zhǎng)步驟中得到的第(k-1)生長(zhǎng)晶體切出具有第k生長(zhǎng)面的第k籽晶，并在所述第k生長(zhǎng)面上實(shí)施SiC單晶的a面生長(zhǎng)，所述第k生長(zhǎng)面的生長(zhǎng)方向與第(k-1)a面生長(zhǎng)步驟的生長(zhǎng)方向相差45°～135°、且自{0001}面的偏離角為80°～100°；

(d)所述第k a面生長(zhǎng)步驟在1≤k≤n時(shí)是如下步驟：在所述第k生長(zhǎng)面上實(shí)施SiC單晶的a面生長(zhǎng)，使得由等式(A)表示的Si面?zhèn)刃∶鎱^(qū)域的面積率S_小面保持在20％以下，

S_小面(％)＝S₁×100/S₂ (A)

其中S₁為通過(guò)將Si面?zhèn)鹊臉O性面階梯投影在第k生長(zhǎng)面上而得到的面積的總面積與通過(guò)將夾在所述Si面?zhèn)鹊臉O性面階梯之間的{1-100}面小面投影在第k生長(zhǎng)面上而得到的面積的總面積之和，且

S₂是所述第k生長(zhǎng)面的總面積；和

(e)所述第1a面生長(zhǎng)步驟是通過(guò)使用具有所述第一生長(zhǎng)面的所述第一籽晶在{11-20}面上生長(zhǎng)所述SiC單晶的步驟，所述第一生長(zhǎng)面自{11-20}面的偏離角θ₁為-15°～15°，且

所述第k a面生長(zhǎng)步驟在2≤k≤n時(shí)是如下步驟：從在所述第(k-1)a面生長(zhǎng)步驟中得到的第(k-1)生長(zhǎng)晶體切出具有所述第k生長(zhǎng)面的所述第k籽晶，并通過(guò)使用所述第k籽晶實(shí)施所述SiC單晶的{11-20}面生長(zhǎng)，所述第k生長(zhǎng)面的生長(zhǎng)方向與所述第(k-1)a面生長(zhǎng)步驟的生長(zhǎng)方向相差約60°或約120°、且自所述{11-20}面的偏離角θ_k為-15°～15°。

2.如權(quán)利要求1所述的制造SiC單晶的方法，其中所述第k a面生長(zhǎng)步驟在1≤k≤n-1時(shí)是如下步驟：在所述第k生長(zhǎng)面上實(shí)施SiC的{11-20}面生長(zhǎng)，使得如下表達(dá)式(1)的關(guān)系成立，

H_k＞L_ksin(60°+|θ_k|+|θ_k+1|) (1)

其中H_k是在第k a面生長(zhǎng)步驟中的生長(zhǎng)高度，

L_k是在第k籽晶的第k生長(zhǎng)面的{0001}面方向的長(zhǎng)度，且

θ_k和θ_k+1具有相反的符號(hào)且其旋轉(zhuǎn)方向是增大在第(k+1)籽晶的第(k+1)生長(zhǎng)面的{0001}面方向的長(zhǎng)度L_k+1的方向。

3.如權(quán)利要求1所述的制造SiC單晶的方法，其中所述第k a面生長(zhǎng)步驟在2≤k≤n時(shí)是如下步驟：從所述第(k-1)生長(zhǎng)晶體切出具有如下表達(dá)式(2)的關(guān)系的第k籽晶，并在所述第k生長(zhǎng)面上實(shí)施所述SiC單晶的{11-20}面生長(zhǎng)，

L_k≈H_k-1/cos(30°-|θ_k-1|-|θ_k|) (2)

其中H_k-1是在第(k-1)生長(zhǎng)步驟中的生長(zhǎng)高度，

L_k是在第k籽晶的第k生長(zhǎng)面的{0001}面方向的長(zhǎng)度，且

θ_k-1和θ_k具有相反的符號(hào)且其旋轉(zhuǎn)方向是增大L_k的方向。