[发明专利]硅基熔融组合物和使用其的碳化硅单晶的制造方法

说明书

本公开涉及硅基熔融组合物，其用于形成碳化硅单晶的溶液生长技术中，并且由包含硅、第一金属(M1)、钪(Sc)和铝(Al)的下式1表示：Si_aMl_bSc_cAl_d(式1)，在式1中a大于0.4且小于0.8，b大于0.2且小于0.6，c大于0.01且小于0.1，以及d大于0.01且小于0.1。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0082781号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及硅基熔融组合物和使用其的碳化硅单晶的制造方法。

背景技术

电力半导体器件是使用电能的下一代系统例如电动车辆、电力系统和高频移动通信中的核心器件。对于该器件而言，需要选择用于高电压、高电流、高频率等的合适材料。硅单晶已被用作电力半导体材料，然而，由于其物理特性的限制，具有小能量损失并且能够在更极端的环境中被驱动的碳化硅单晶正引起关注。

为了生长碳化硅单晶，作为示例，正在使用其中使作为原材料的碳化硅在2000度(℃)或更高的高温下升华以生长单晶的升华法、应用拉晶法的溶液生长法、使用气态源的化学气相沉积法等。

在使用化学气相沉积法的情况下，晶体可以生长至具有有限厚度的薄膜的水平，并且在使用升华法的情况下，可能发生诸如微管缺陷和分层缺陷的缺陷，因此，在生产成本方面存在限制。正在进行对如下溶液生长法的研究：其具有比升华法更低的晶体生长温度，并且已知有利于具有更大的直径和更高的品质。

发明内容

技术问题

本发明致力于通过提供快的晶体生长速度来提供具有减少工艺时间和成本的优点的硅基熔融组合物。此外，本发明致力于提供具有提供品质优异的碳化硅单晶的优点的硅基熔融组合物。此外，本发明致力于提供使用上述硅基熔融组合物的碳化硅单晶的制造方法。

此外，本发明要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且本发明所属领域的普通技术人员可以从以下描述中清楚地理解本文中未提及的其他技术问题。

技术方案

本发明的一个示例性实施方案提供了硅基熔融组合物，其用于形成碳化硅单晶的溶液生长法，并且由下式1表示，包含硅、第一金属(Ml)、钪(Sc)和铝(Al)：

Si_aMl_bSc_cAl_d (式1)

在式1中，a大于0.4且小于0.8，b大于0.2且小于0.6，c大于0.01且小于0.1，以及d大于0.01且小于0.1。

第一金属(Ml)可以包括选自钛(Ti)、铬(Cr)、钒(V)、钇(Y)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、硼(B)、铈(Ce)、镧(La)和镨(Pr)中的至少一者。

在式1中，a可以大于0.5且小于0.7，b可以大于0.2且小于0.4，以及d可以大于0.01且小于0.05。

硅基熔融组合物的碳溶解度可以为5％或更大。

钪可以使硅基熔融物中的碳溶解度增加。

本发明的另一个实施方案提供了碳化硅单晶的制造方法，其包括：准备碳化硅籽晶；准备硅基熔融组合物，所述硅基熔融组合物包含硅、第一金属(Ml)、钪和铝(Al)，并且由下式1表示；向硅基熔融组合物中添加碳(C)以形成熔融溶液；以及使熔融溶液过冷以在籽晶上生长碳化硅单晶：