[发明专利]SiC单晶及其制造方法

说明书

本发明涉及SiC单晶及其制造方法。提供不含夹杂物的低电阻p型SiC单晶。SiC单晶的制造方法，其为使SiC晶种基板与具有从内部向表面温度降低的温度梯度的Si‑C溶液接触从而使SiC单晶生长的SiC单晶的制造方法，其中，Si‑C溶液包含Si、Cr、Al和B，以Si、Cr、Al和B的合计量为基准，Al以10at％以上的量包含在Si‑C溶液中，以Si、Cr、Al和B的合计量为基准计，B以超过0.00at％、1.00at％以下的量包含在Si‑C溶液中。

技术领域

本发明涉及适合作为半导体元件的SiC单晶及其制造方法。

背景技术

SiC单晶在热学、化学方面非常稳定，机械强度优异，耐辐射线方面强，而且与Si单晶相比具有高的绝缘击穿电压、高的热导率等优异的物性。因此，可实现Si单晶和GaAs单晶等现有半导体材料不能实现的高输出、高频、耐电压、耐环境性等，作为可进行大电力控制和节能的功率器件材料、高速大容量信息通信用器件材料、车载用高温器件材料、耐辐射线器件材料等宽范围的下一代的半导体材料的期待正在高涨。特别地，为了实现期待应用于电力系统等的超高耐压元件，正在寻求具有低电阻率的p型SiC单晶。

以往，作为SiC单晶的生长方法，代表性的已知有气相法、艾奇逊(Acheson)法和溶液法。在气相法中，例如在升华法中，虽然具有在所生长的单晶中容易产生被称作微管缺陷的中空贯穿状的缺陷、层叠缺陷等晶格缺陷和多晶型这样的缺点，但以往大多SiC块状单晶通过升华法制造，也进行了降低生长晶体的缺陷的尝试。在艾奇逊法中，由于使用硅石和焦炭作为原料并在电炉中进行加热，因此，由于原料中的杂质等而不可能得到结晶性高的单晶。

溶液法为如下方法：在石墨坩埚中形成Si熔液或形成在Si熔液中熔化有其它金属的熔液，使C溶解到该熔液中，使SiC晶体层在设置于低温部的晶种基板上析出并生长。由于溶液法与气相法相比进行接近热平衡状态下的晶体生长，因此可期待低缺陷化。

因此，为了实现期待应用于电力系统等的超高耐压元件，尝试了用于使用溶液法来制造低电阻p型SiC单晶的各种方法。在专利文献1中，提出了在Si-C溶液中添加Al的p型SiC单晶的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-184879号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，即使想要使用基于专利文献1等的溶液法的以往技术来制作p型SiC单晶，也仍不能实现充分的低电阻化。因此，寻求具有更低电阻率的p型SiC单晶。

用于解决课题的手段

本发明人对p型SiC单晶的进一步低电阻化进行了专心研究，发现通过使用除了Al以外还添加了B的Si-C溶液，可得到低于以往的电阻的p型SiC单晶。

本公开以SiC单晶的制造方法为对象，该制造方法为使SiC晶种基板与具有从内部向表面温度降低的温度梯度的Si-C溶液接触从而使SiC单晶生长的SiC单晶的制造方法，其中，Si-C溶液包含Si、Cr、Al和B；以Si、Cr、Al和B的合计量为基准，Al以10at％以上的量包含在Si-C溶液中；以Si、Cr、Al和B的合计量为基准，B以超过0.00at％、1.00at％以下的量包含在Si-C溶液中。

另外，本公开以p型SiC单晶为对象，该p型SiC单晶具有9～29mΩ·cm的电阻率，且具有1mm以上的生长厚度。

发明效果

根据本公开，能得到具有低于以往的电阻率的p型SiC单晶。

附图说明

图1是示出对生长晶体中的夹杂物的有无进行检查时的生长晶体的切出部位的示意图。