[發明專利]用于生長碳化硅晶錠的粉末以及碳化硅晶錠的制備方法

在審

• 申請號: 202010531612.9
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN112210824A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 樸鐘輝;甄明玉;高上基;具甲烈;金政圭;沈鐘珉;張炳圭;崔正宇
• 申請（專利權）人: SKC株式會社
• 主分類號: C30B23/00
• 分類號: C30B23/00;C30B29/36;C23C14/06;C23C14/24
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 魏彥

本發明涉及用于生長碳化硅晶錠的粉末以及碳化硅晶錠的制備方法。所述碳化硅晶錠的制備方法包括準備步驟，將包含碳化硅顆粒的粉末裝入反應容器中，并將籽晶放置在所述反應容器的一個表面，及生長步驟，使所述粉末升華以從所述籽晶生長碳化硅晶錠，所述粉末的流動指數為5到35。本發明的用于生長錠的粉末、使用其的晶錠的制備方法等可以提供抑制異質多型體的混入，以提供缺陷很少或基本上沒有缺陷的優質碳化硅晶錠、及由其制成的晶片等。

技術領域

本發明涉及一種包含碳化硅顆粒的用于生長碳化硅晶錠的粉末、以及使用該粉末生長碳化硅晶錠的方法等。

背景技術

正在研究碳化硅(SiC)，氮化鎵(GaN)和氮化鋁(AlN)等寬帶半導體材料作為下一代半導體器件材料。單晶碳化硅(single crystal SiC)具有大的能帶隙(energy bandgap)，且其最大擊穿電壓(break field voltage)和導熱率(thermal conductivity)優于硅(Si)。另外，單晶碳化硅的載流子遷移率可與硅相比，且電子的飽和漂移率和擊穿電壓也很大。由于這些特性，其用于電動汽車的控制、用于太陽能或風力發電的功率調節器的功率控制等。

通過液相外延(Liquid Phase Epitaxy；LPE)、化學氣相沉積(ChemicalVaporDeposition；CVD)、物理氣相傳輸(Physical Vapor Transport；PVT)等來制備碳化硅。

其中，物理氣相傳輸也稱為升華法(Sublimation)，物理氣相傳輸由于具有高生長率并且可以制備晶錠形式的碳化硅，因此最廣泛使用。

作為碳化硅的制備方法，例如，韓國授權專利公報第10-1809642號公開了一種在反應容器中配置具有碳基保護膜的SiC單晶的籽晶并將SiC單晶從SiC原料物質生長在所述籽晶的方法。另外，有制備基本上沒有缺陷的大直徑單晶錠的嘗試。

為了生長缺陷少的高質量單晶錠，必須控制反應器中陷入的原料的性能。反應器中粉末狀的原料在反應器中經歷大的溫度變化和壓力變化，因此行為的變化可能會導致晶錠的不良。韓國授權專利公報第10-1854731號公開了一種適用粒狀聚集材料的方法。

相關的在先技術文件包括韓國授權專利公報第10-1809642號和韓國授權專利公報第10-1854731號。

發明內容

實施例的目的在于，提供一種能夠有效地生長缺陷很少或基本上沒有缺陷的優異質量的碳化硅晶錠的用于生長碳化硅晶錠的粉末、以及使用其的碳化硅晶錠的制備方法等。

根據一實施例的碳化硅晶錠的制備方法包括將包含碳化硅顆粒的粉末裝入反應容器中，并將籽晶放置在所述反應容器的一個表面的準備步驟、和使所述粉末升華以從所述籽晶生長碳化硅晶錠的生長步驟。

所述粉末的流動指數可以為5到35。

所述粉末的D50可以為10μm至800μm。

當通過施加8kPa的壓力壓縮所述粉末時，壓縮后的內摩擦角相對于壓縮前的內摩擦角的變化量可以為5％至18％。

所述碳化硅晶錠的表面凹坑(pit)可以為10K/cm2以下。

所述碳化硅晶錠的直徑可以為4英寸以上。

所述碳化硅晶錠的直徑可以為6英寸以上。

所述碳化硅晶錠可以是包含4H-SiC單晶的錠。

所述碳化硅晶錠可具有凸起或平坦的表面。

根據另一個實施例的碳化硅晶錠包含4H-SiC，直徑為4英寸以上，適用相對于(0001)平面的4度的偏角的晶片的搖擺角為-1.5至+1.5度。