[发明专利]SiC单晶、其制造方法、SiC晶片和半导体器件

权利要求书

1.一种制造SiC单晶的方法，具有如下构成：

(a)所述制造SiC单晶的方法重复n次a面生长步骤，其中n≥2；

(b)第1a面生长步骤是通过使用具有第一生长面的第一籽晶在所述第一生长面上实施SiC单晶的a面生长的步骤，所述第一生长面自(0001)面的偏离角为80°～100°；

(c)第k a面生长步骤在2≤k≤n时是如下步骤：从在第(k-1)a面生长步骤中得到的第(k-1)生长晶体切出具有第k生长面的第k籽晶，并在所述第k生长面上实施SiC单晶的a面生长，所述第k生长面的生长方向与第(k-1)a面生长步骤的生长方向相差45°～135°、且自{0001}面的偏离角为80°～100°；

(d)所述第k a面生长步骤在1≤k≤n时是如下步骤：在所述第k生长面上实施SiC单晶的a面生长，使得由等式(A)表示的Si面侧小面区域的面积率S_小面保持在20％以下，

S_小面(％)＝S₁×100/S₂ (A)

其中S₁为通过将Si面侧的极性面阶梯投影在第k生长面上而得到的面积的总面积与通过将夹在所述Si面侧的极性面阶梯之间的{1-100}面小面投影在第k生长面上而得到的面积的总面积之和，且

S₂是所述第k生长面的总面积；和

(e)所述第1a面生长步骤是通过使用具有所述第一生长面的所述第一籽晶在{11-20}面上生长所述SiC单晶的步骤，所述第一生长面自{11-20}面的偏离角θ₁为-15°～15°，且

所述第k a面生长步骤在2≤k≤n时是如下步骤：从在所述第(k-1)a面生长步骤中得到的第(k-1)生长晶体切出具有所述第k生长面的所述第k籽晶，并通过使用所述第k籽晶实施所述SiC单晶的{11-20}面生长，所述第k生长面的生长方向与所述第(k-1)a面生长步骤的生长方向相差约60°或约120°、且自所述{11-20}面的偏离角θ_k为-15°～15°。

2.如权利要求1所述的制造SiC单晶的方法，其中所述第k a面生长步骤在1≤k≤n-1时是如下步骤：在所述第k生长面上实施SiC的{11-20}面生长，使得如下表达式(1)的关系成立，

H_k＞L_ksin(60°+|θ_k|+|θ_k+1|) (1)

其中H_k是在第k a面生长步骤中的生长高度，

L_k是在第k籽晶的第k生长面的{0001}面方向的长度，且

θ_k和θ_k+1具有相反的符号且其旋转方向是增大在第(k+1)籽晶的第(k+1)生长面的{0001}面方向的长度L_k+1的方向。

3.如权利要求1所述的制造SiC单晶的方法，其中所述第k a面生长步骤在2≤k≤n时是如下步骤：从所述第(k-1)生长晶体切出具有如下表达式(2)的关系的第k籽晶，并在所述第k生长面上实施所述SiC单晶的{11-20}面生长，

L_k≈H_k-1/cos(30°-|θ_k-1|-|θ_k|) (2)

其中H_k-1是在第(k-1)生长步骤中的生长高度，

L_k是在第k籽晶的第k生长面的{0001}面方向的长度，且

θ_k-1和θ_k具有相反的符号且其旋转方向是增大L_k的方向。