[发明专利]碳化硅单晶的制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，包括如下工序：

回熔工序，使4H型碳化硅的晶种与包含硅和碳且碳浓度未饱和的原料溶液接触，使所述晶种的一部分溶解；和，

晶体培育工序，使所述晶种生长出4H型碳化硅单晶，

所述晶种的生长面为从(0001)面或(000-1)面中的任一者沿1-100方向以60°以上且68°以下的角度倾斜的面，

在所述原料溶液中不添加铝，

所述回熔工序和所述晶体培育工序在包含0.01体积％以上且3.0体积％以下的氮气的非活性气体气氛下进行。

2.根据权利要求1所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，所述晶种的生长面为从(0001)面或(000-1)面中的任一者沿1-100方向以63°以上且64°以下的角度倾斜的面。

3.根据权利要求1或2所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，进行所述晶体培育工序1小时以上。

4.根据权利要求1或2所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，所述晶体培育工序中，使所述晶种以在与所述原料溶液的液面平行的面内周期性地重复正向旋转与逆向旋转的方式旋转。

5.一种碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，包括如下工序：

得到碳浓度未饱和的包含硅和碳的溶液的工序，在石墨坩埚中，将包含硅的原料溶液加热，使来自石墨坩埚的碳溶解于原料溶液，得到碳浓度未饱和的包含硅和碳的溶液；

回熔工序，在温度T1下，使碳化硅的晶种与碳浓度未饱和的所述溶液接触，使所述晶种的一部分溶解；和，

晶体培育工序，在高于所述温度T1的温度T2下，使所述晶种生长出碳化硅单晶，

所述晶种的生长面为从(0001)面或(000-1)面中的任一者沿1-100方向以60°以上且68°以下倾斜的面，

在所述原料溶液中不添加铝，

所述回熔工序和所述晶体培育工序在包含0.01体积％以上且3.0体积％以下的氮气的非活性气体气氛下进行。

6.根据权利要求5所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，所述回熔工序中，所述原料溶液的温度T1为1420℃以上且2100℃以下，

所述晶体培育工序中的所述原料溶液的温度T2比T1高5℃以上。

7.一种4H型碳化硅单晶晶圆，其特征在于，正面为从(0001)面或(000-1)面中的任一者沿1-100方向以60°以上且68°以下倾斜的面，

铝原子的浓度为1×10¹⁷个/cm³以下，

氮原子的浓度为1×10¹⁷个/cm³以上，

所述4H型碳化硅单晶晶圆为n型半导体。

8.根据权利要求7所述的4H型碳化硅单晶晶圆，其特征在于，所述正面为从(0001)面或(000-1)面中的任一者沿1-100方向以63°以上且68°以下倾斜的面。

9.根据权利要求7或8所述的4H型碳化硅单晶晶圆，其特征在于，晶圆的厚度为100μm以上。

10.一种4H型碳化硅单晶，其特征在于，在4H型碳化硅的晶种上具有4H型碳化硅的培育晶体，

所述培育晶体的正面为从(0001)面或(000-1)面中的任一者沿1-100方向以60°以上且68°以下倾斜的面，

所述培育晶体中的铝原子的浓度为1×10¹⁷个/cm³以下，

氮原子的浓度为1×10¹⁷个/cm³以上，

所述4H型碳化硅单晶为n型半导体。

11.根据权利要求10所述的4H型碳化硅单晶，其特征在于，所述培育晶体的厚度为100μm以上。