[發(fā)明專利]具有低位錯(cuò)密度的SiC晶體和從晶體切割的SiC晶片

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010625896.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111676513A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅曼·德拉赫夫;達(dá)倫·漢森;M·羅伯達(dá);愛(ài)德華·桑切斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: SK硅德榮有限公司
• 主分類號(hào): C30B23/00
• 分類號(hào): C30B23/00;C30B23/02;C30B23/06;C30B29/36
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳哲鋒

1.一種通過(guò)氣相運(yùn)輸?shù)骄ХN上來(lái)形成SiC晶體的方法，所述方法包括：

a.將硅和碳原子源置于石墨容器中，其中所述硅和碳原子源供運(yùn)輸?shù)剿鼍ХN以生長(zhǎng)所述SiC晶體；

b.將所述晶種置于所述石墨容器中，并將所述晶種在其周邊通過(guò)墊圈支撐在所述石墨容器內(nèi)的擱架上，其中，不使用夾緊、粘結(jié)或機(jī)械附接將晶種保持在位，以使得晶種在水平方向上不受物理約束的情況下自由熱膨脹和收縮；

c.將蓋子置于所述容器上使得所述蓋子不接觸所述晶種，其中所述蓋子不完全氣密封所述石墨容器，所以氣態(tài)物質(zhì)從石墨容器內(nèi)部漏出，所述蓋子置于所述晶種的全部面積上，其中晶種的垂直移動(dòng)收到限制以防止晶種的背面與所述蓋子接觸

d.將所述石墨容器置于真空爐中；

e.排空所述爐并建立惰性氣體流，并且控制壓力在600托的值處；

f.將所述爐加熱到2,000℃至2,500℃的溫度；

g.將所述爐排空到10托至100托的壓力；

h.將所述壓力控制在0.1托至100托；

i.維持所述爐以支持晶體生長(zhǎng)，從而形成所述SiC晶體，同時(shí)在整個(gè)晶體生長(zhǎng)過(guò)程中防止所述晶種接觸所述蓋子，

所述墊圈包含定位在所述晶種下方的第一墊圈和定位在所述晶種上方的第二墊圈，

防止所述晶種接觸所述蓋子包括將保持環(huán)置于所述晶種與所述蓋子之間，

所述保持環(huán)僅從蓋子與晶種的周邊上表面垂直重疊區(qū)域凸出。

2.權(quán)利要求1所述的方法，還包括使氮?dú)饬魅胨鰻t中。

3.權(quán)利要求2所述的方法，其中維持所述爐以支持晶體生長(zhǎng)，從而形成具有0.1mm至50mm的厚度的所述SiC晶體，并且其中維持氮?dú)饬魇沟盟L(zhǎng)的SiC晶體的氮濃度為1×10¹⁵/cm³至1×10¹⁹/cm³。

4.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述晶種為4H-SiC晶體，其具有朝著(11-20)晶向0至4度的切割角，并且其中所述晶種的氮濃度為1×10¹⁶/cm³至8×10¹⁸/cm³。

5.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二墊圈比所述第一墊圈更厚。

6.一種用于形成SiC晶體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含：

a.石墨容器，所述石墨容器具有蓋子和用于使晶種定位在其上的擱架，使得所述晶種在其周邊通過(guò)下面的墊圈支撐在所述擱架上，所述蓋子并不完全氣密封所述石墨容器，其中，不使用夾緊、粘結(jié)或機(jī)械附接將晶種保持在位，以使得晶種在水平方向上不受物理約束的情況下自由熱膨脹和收縮；

b.墊圈，所述墊圈允許所述晶種屈曲和膨脹，同時(shí)防止所述晶種接觸所述蓋子；

c.加熱器，所述加熱器用于將感應(yīng)爐加熱到2,000℃至2,500℃的溫度；

d.泵，所述泵用于將所述感應(yīng)爐排空到0.1托至600托的壓力；以及

e.氣體入口，所述氣體入口用于向所述感應(yīng)爐充入惰性氣體，

所述蓋子置于所述晶種的全部面積上，

所述墊圈包含定位在所述晶種下方的第一墊圈和定位在所述晶種上方的第二墊圈，

防止所述晶種接觸所述蓋子包括將保持環(huán)置于所述晶種與所述蓋子之間，

所述保持環(huán)僅從蓋子與晶種的周邊上表面垂直重疊區(qū)域凸出。