[发明专利]SiC单晶锭

说明书

本发明提供一种基面位错和穿透螺旋位错的位错密度低，晶体品质优异，而且弹性应变小的SiC单晶锭。本发明的SiC单晶锭，其特征在于，至少从相对于锭的高度方向的相对位置为0.2～0.8的范围内任意切取SiC单晶基板时，在该基板表面观察到的基面位错密度与穿透螺旋位错密度分别为预定值以下，并且，在该基板的中心部测定出的拉曼位移值(A)与在周边部测定出的拉曼位移值(B)之差(A‑B)即拉曼指数为预定值以下。

技术领域

本发明涉及在籽晶上具备碳化硅单晶的碳化硅单晶锭，详细而言，涉及基面位错和穿透螺旋位错的位错密度低且晶体品质优异，而且弹性应变小的碳化硅单晶锭。

背景技术

碳化硅(SiC)是具有2.2～3.3eV的宽禁带宽度的宽带隙半导体。由于SiC具有优异的物理、化学特性，例如在制作半导体元件、高频电子器件、高耐压和高输出电子器件、从蓝色到紫外的短波长光器件等的SiC器件的研究开发正在盛行。

为了推进SiC器件的实用化，不可缺少的是制造大口径的SiC单晶，现在，大口径SiC单晶大多是由块体SiC单晶得到的，所述块体SiC单晶由使用籽晶的升华再结晶法(被称为改良瑞利法、改良型瑞利法等)生长而成。升华再结晶法中，在晶体培养用的坩埚主体内收纳SiC的升华原料，在坩埚盖体安装由SiC单晶构成的籽晶，用绝热材料覆盖了的坩埚被设置在双重石英管的内部。并且，一边控制气氛，一边采用感应加热线圈使升华原料侧成为高温，并使籽晶侧成为低温，沿生长方向形成温度梯度，使原料升华，在籽晶上生长再结晶SiC单晶。并且，在得到呈大致圆柱状的SiC的块体单晶(SiC单晶锭)后，一般切取为300～600μm左右的厚度，从而制造SiC单晶基板。而且，在这样的SiC单晶基板上采用热CVD法等生长了SiC外延膜的外延SiC单晶晶片，被用于SiC器件的制作用。

现在，由采用改良瑞利法制造出的SiC单晶锭(以下，有时简单称为锭)可得到口径51mm(2英寸)～100mm的SiC单晶基板(同样地有时简单称为单晶基板或基板)，曾报道了成功开发出150mm晶片的例子(参照例如非专利文献1)。这样，在使用100mm～150mm基板(4英寸～6英寸基板)的器件正式推进实用化的过程中，用位错密度等指标表示的SiC单晶基板的品质会对器件的性能、量产时的成品率造成重大影响，因此其品质与以前相比更加受到重视。

该改良瑞利法中，坩埚内达到超过2000℃的温度进行SiC单晶的生长，因此在得到的锭中产生不可避免的内部应力，认为这会在最终的单晶基板内部作为弹性应变或位错(塑性应变)残留。

在此，有报道称，现在市售的SiC单晶基板中存在2×10³～2×10⁴(个/cm²)的基面位错(BPD)、8×10²～10³(个/cm²)的穿透螺旋位错(TSD)、5×10³～2×10⁴(个/cm²)的穿透刃状位错(TED)(参照非专利文献2)。其中，已知例如BPD会引起器件的氧化膜不良从而成为绝缘击穿的原因，另外，TSD会成为器件的漏电流的原因，为了制作高性能SiC器件，需求这些BPD和TSD少的SiC单晶。