[發明專利]碳化硅單晶、碳化硅單晶晶片、碳化硅單晶外延晶片、電子器件

有效

• 申請號: 201680049110.4
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN108026661B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 岡本武志;近藤宏行;金村高司;宮原真一朗;海老原康裕;恩田正一;土田秀一;鐮田功穗;田沼良平
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;C30B29/36;C23C14/06;C23C16/42
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周欣

本發明提供一種碳化硅單晶，其中，存在位錯線(21)貫通c面、同時巴爾格矢量(bv)至少具有c軸方向的成分的貫通位錯(20)。貫通位錯中，巴爾格矢量與位錯線的朝向所形成的角度(θ1)大于0°且在40°以內的貫通位錯的密度為300個/cm²以下，角度大于40°的貫通位錯的密度為30個/cm²以下。

本申請基于2015年8月31日提出的日本專利申請第2015-170814號，在此引用其記載內容。

技術領域

本公開涉及碳化硅(以下稱為SiC)單晶、SiC單晶晶片、SiC單晶外延晶片、電子器件。

背景技術

作為高品質的SiC單晶，有專利文獻1所述的SiC單晶。關于該專利文獻1的SiC單晶，只采用巴爾格矢量將螺旋位錯區分為應變大的位錯和應變小的位錯，以應變大的位錯的密度降低作為主要條件。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-159351號公報

發明內容

可是，本發明者研究了器件特性和貫通位錯的關系，結果得知：在SiC單晶中存在的貫通位錯中，具有巴爾格矢量的朝向與位錯線的朝向所形成的角度大的位錯。如果該角度大的位錯大量存在于SiC單晶中，則器件特性顯著惡化。

本公開的目的在于，提供能夠改善器件特性的高品質的SiC單晶、SiC單晶晶片、SiC單晶外延晶片。此外，本公開的另一目的在于，提供改善了器件特性的電子器件。

在本公開的第一方案涉及的碳化硅單晶中，存在位錯線貫通c面、同時巴爾格矢量至少具有c軸方向的成分的貫通位錯。貫通位錯中，巴爾格矢量與位錯線的朝向所形成的角度大于0°且在40°以內的貫通位錯的密度為300個/cm²以下，角度大于40°的貫通位錯的密度為30個/cm²以下。

這樣，通過在電子器件中使用因巴爾格矢量與位錯線的朝向所形成的角度大而使得應變大的貫通位錯的密度低的碳化硅單晶，可改善器件特性。所以，由此可提供高品質的碳化硅單晶。

在本公開的第二方案涉及的碳化硅單晶晶片中，存在位錯線貫通c面、同時巴爾格矢量至少具有c軸方向的成分的貫通位錯。貫通位錯中，巴爾格矢量與位錯線的朝向所形成的角度大于0°且在40°以內的貫通位錯的密度為300個/cm²以下，角度大于40°的貫通位錯的密度為30個/cm²以下。

如此，通過使用應變大的貫通位錯的密度低的碳化硅單晶晶片制造電子器件，能夠改善器件特性。所以，由此可提供高品質的碳化硅單晶晶片。

本公開的第三方案涉及的碳化硅單晶外延晶片具備碳化硅單晶基板和形成在碳化硅單晶基板上的外延生長層。碳化硅單晶基板及外延生長層中，存在位錯線貫通c面、同時巴爾格矢量至少具有c軸方向的成分的貫通位錯。貫通位錯中，巴爾格矢量與位錯線的朝向所形成的角度大于0°且在40°以內的貫通位錯的密度為300個/cm²以下，角度大于40°的貫通位錯的密度為30個/cm²以下。

如此，通過使用應變大的貫通位錯的密度低的碳化硅單晶外延晶片制造電子器件，能夠改善器件特性。所以，由此可提供高品質的碳化硅單晶外延晶片。

本公開的第四方案涉及的電子器件中，具備存在位錯線貫通c面、同時巴爾格矢量至少具有c軸方向的成分的貫通位錯的碳化硅單晶基板。關于碳化硅單晶基板，在貫通位錯中，巴爾格矢量與位錯線的朝向所形成的角度大于0°且在40°以內的貫通位錯的密度為300個/cm²以下，角度大于40°的貫通位錯的密度為30個/cm²以下。