[發明專利]基于硅的熔融組合物和使用其的SiC單晶的制造方法

有效

• 申請號: 201680031312.6
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN107683520B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 鄭粲燁;高正旼;金大星;李星秀;殷暢鮮
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C30B29/36
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;蘇虹

1.一種基于硅的熔融組合物，包含：

硅、碳和由下式(1)定義的溶解度參數C_si^sol小于-0.37的金屬，

其中通過溶液法形成SiC單晶：

C_si^sol＝A-B+μ₁-μ₂ 式(1)

在上述式(1)中，A為在包含金屬原子和碳原子的硅晶格中包含金屬原子、碳原子和硅原子的第一評估晶格的第一能量，B為在包含金屬原子的硅晶格中包含金屬原子和硅原子的第二評估晶格的第二能量，μ₁為作為通過將金剛石晶體結構中硅的總能量除以單元晶格中存在的硅原子數獲得的化學勢的常數-5.422，μ₂為作為通過將金剛石晶體結構中碳的總能量除以單元晶格中存在的碳原子數獲得的化學勢的常數-9.097，

其中所述金屬為鋁和鈧的組合，以及

其中基于100重量份的所述硅的總含量，所述金屬的含量為25重量份至85重量份。

2.根據權利要求1所述的基于硅的熔融組合物，其中：

所述金屬的關于由上述式(1)定義的溶解度參數C_si^sol的值滿足-0.90＜C_si^sol＜-0.38。

3.根據權利要求1所述的基于硅的熔融組合物，其中：

基于100重量份的所述硅的總含量，所述金屬的含量為60重量份至70重量份。

4.一種SiC單晶的制造方法，包括：

提供SiC籽晶，

制備包含硅、碳和金屬的熔融溶液，以及

通過使所述熔融溶液過冷在所述SiC籽晶上生長SiC單晶，

其中所述金屬的如由下式(1)定義的溶解度參數C_si^sol小于-0.37：

C_si^sol＝A-B+μ₁-μ₂ 式(1)

在上述式(1)中，A為在包含金屬原子和碳原子的硅晶格中包含金屬原子、碳原子和硅原子的第一評估晶格的第一能量，B為在包含金屬原子的硅晶格中包含金屬原子和硅原子的第二評估晶格的第二能量，μ₁為作為通過將金剛石晶體結構中硅的總能量除以單元晶格中存在的硅原子數獲得的化學勢的第一常數-5.422，μ₂為作為通過將金剛石晶體結構中碳的總能量除以單元晶格中存在的碳原子數獲得的化學勢的第二常數-9.097，

其中所述金屬為鋁和鈧的組合，以及

其中基于100重量份的所述硅的總含量，所述金屬的含量為25重量份至85重量份。

5.根據權利要求4所述的制造方法，其中：

所述金屬的關于由上述式(1)定義的溶解度參數C_si^sol的值為-0.90＜C_si^sol＜-0.38。

6.根據權利要求4所述的制造方法，其中：

基于100重量份的硅的總含量，所述金屬的含量為60重量份至70重量份。

7.根據權利要求4所述的制造方法，其中：

所述第一評估晶格中作用于所述金屬原子、所述碳原子和所述硅原子的原子間力為或更小。

8.根據權利要求4所述的制造方法，其中：

所述第二評估晶格中作用于所述金屬原子和所述硅原子的原子間力為或更小。

9.根據權利要求4所述的制造方法，其中：

所述第一能量通過以下導出：

在所述硅晶格中用所述金屬原子取代硅原子，以及

用所述碳原子取代硅原子以形成所述第一評估晶格。