[發(fā)明專利]SiC單晶錠及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380037691.6
• 申請(qǐng)日: 2013-05-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104471118B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 加渡干尚;大黑寬典;坂元秀光;楠一彥;岡田信宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社;新日鐵住金株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C30B29/36
• 分類號(hào): C30B29/36;C30B19/10
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 李英

1.SiC單晶的制造方法，其是使被晶種保持軸保持的晶種基板與具有從內(nèi)部向表面溫度降低的溫度梯度的Si-C溶液接觸，從而使SiC單晶結(jié)晶成長(zhǎng)的基于溶液法的SiC單晶的制造方法，

其中，包括使結(jié)晶成長(zhǎng)面的界面正下方的外周部的所述Si-C溶液的溫度與所述結(jié)晶成長(zhǎng)面的界面正下方的中央部的所述Si-C溶液的溫度相比降低，并且使所述Si-C溶液從所述結(jié)晶成長(zhǎng)面的界面正下方的所述中央部向所述外周部流動(dòng)。

2.如權(quán)利要求1所述的SiC單晶的制造方法，其中，使所述Si-C溶液流動(dòng)包括在沿著所述晶種基板的外周的方向上轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的同時(shí)使所述晶種基板旋轉(zhuǎn)，使所述晶種基板旋轉(zhuǎn)包括使所述晶種基板的外周部以大于25mm/秒的速度且在同一方向上持續(xù)大于30秒的時(shí)間旋轉(zhuǎn)。

3.如權(quán)利要求2所述的SiC單晶的制造方法，其中，包括使所述晶種基板的外周部以63mm/秒以上的速度旋轉(zhuǎn)。

4.如權(quán)利要求2或3所述的SiC單晶的制造方法，其中，包括使所述晶種基板在同一方向上持續(xù)360秒以上的時(shí)間旋轉(zhuǎn)。

5.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的SiC單晶的制造方法，其中，使所述Si-C溶液的溫度降低包括在所述晶種基板與所述Si-C溶液之間形成彎月面。

6.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的SiC單晶的制造方法，其中，所述晶種保持軸的側(cè)面部具有顯示出比中心部高的熱傳導(dǎo)率的結(jié)構(gòu)。

7.如權(quán)利要求6所述的SiC單晶的制造方法，其中，所述晶種保持軸的所述中心部具有空洞。

8.如權(quán)利要求7所述的SiC單晶的制造方法，其中，所述晶種保持軸的所述空洞的至少一部分配置有隔熱材料。

9.SiC單晶的制造裝置，其是具備:

容納Si-C溶液的坩堝，

配置在所述坩堝周圍的加熱裝置，和

在上下方向上可移動(dòng)地配置的晶種保持軸，

使被所述晶種保持軸保持的晶種基板與以具有從內(nèi)部向表面溫度降低的溫度梯度的方式被加熱的所述Si-C溶液接觸，從而以所述晶種基板為基點(diǎn)使SiC單晶成長(zhǎng)的基于溶液法的SiC單晶的制造裝置；

其特征在于，該制造裝置具備：

溫度控制手段，其使結(jié)晶成長(zhǎng)面的界面正下方的外周部的所述Si-C溶液的溫度與所述結(jié)晶成長(zhǎng)面的界面正下方的中央部的所述Si-C溶液的溫度相比降低，和

流動(dòng)手段，其使所述Si-C溶液從所述結(jié)晶成長(zhǎng)面的界面正下方的所述中央部向所述外周部流動(dòng)；

所述溫度控制手段包括所述晶種保持軸，所述晶種保持軸在中心部具有空洞，且所述空洞的至少一部分具有隔熱材料，與中心部的熱傳導(dǎo)率相比，側(cè)面部的熱傳導(dǎo)率高，并且

所述流動(dòng)手段包括用于進(jìn)行機(jī)械攪拌的所述晶種基板的旋轉(zhuǎn)裝置，和/或所述加熱裝置包括高頻線圈，所述流動(dòng)手段包括用于進(jìn)行電磁攪拌的高頻加熱裝置。

10.SiC單晶錠，其是包含晶種基板及以所述晶種基板為基點(diǎn)采用溶液法而成長(zhǎng)的SiC成長(zhǎng)結(jié)晶的SiC單晶錠，所述成長(zhǎng)結(jié)晶具有凹形狀的結(jié)晶成長(zhǎng)面并且不含有夾雜物。

11.如權(quán)利要求10所述的SiC單晶錠，其中，相對(duì)于所述成長(zhǎng)結(jié)晶的成長(zhǎng)正面的所述凹形狀的結(jié)晶成長(zhǎng)面的傾斜最大角θ在0＜θ≤8°的范圍內(nèi)。

12.如權(quán)利要求10或11所述的SiC單晶錠，其中，所述成長(zhǎng)結(jié)晶的成長(zhǎng)厚度為3mm以上。

13.如權(quán)利要求10或11所述的SiC單晶錠，其中，所述成長(zhǎng)結(jié)晶的直徑為6mm以上。

14.如權(quán)利要求12所述的SiC單晶錠，其中，所述成長(zhǎng)結(jié)晶的直徑為6mm以上。