摘要

本發明提供一種能夠提供低位錯缺陷的高質量襯底的單晶碳化硅錠，和由此獲得的襯底和外延晶片。

它是一種包含單晶碳化硅的單晶碳化硅錠，該單晶碳化硅含有濃度為2X1018 cm-3至6X 1020cm-3的施主型雜質和濃度為X1018cm-3至5.99 X1020 cm-3的受主型雜質，其中施主型雜質的濃度大于受主型雜質的濃度，且差值為1X 1018cm-3至5.99 X 1020cm-3。

發明闡述

在單晶生長過程中，由于作用在單晶碳化硅上的熱應力而在單晶碳化硅滑移中發生的基平面易位移，這種滑動增加了基平面易位移的密度。因此，在生長過程中減少作用于晶體的熱應力對于減少單晶碳化硅中基平面位錯的發生是必要的。雖然各種創新和改進都集中在最小化熱應力上，但在一個利用熱梯度來驅動晶體生長的系統中，所允許的最小化程度是有限的。本發明是根據這些電路制造的，旨在提供一種能夠提供基面位錯低質量基板的單晶碳化硅錠，以及由此獲得的基板和外延晶片。

實施發明

本發明的單晶碳化硅本發明的單晶碳化硅錠含有2x10“厘米至6x10厘米的供體型雜質和1x10厘米至5.99x10厘米的受體型雜質的串聯束大于受體型雜質，差異為1x10”厘米至5.99x10‘厘米。因此，可以減少單晶碳化硅中的位錯缺陷的數量。首先說明本發明單晶碳化硅錠的生產方法。在生產本發明單晶碳化硅的方法中，通過將單晶碳化硅生長在由單晶碳化硅組成的種子晶上的2x10厘米～6x10厘米的供體型雜質和1x10厘米～5.99x10厘米的供體型雜質，供體型雜質的濃度大于1x10厘米～1.99x10厘米的工藝，產生碳化硅大塊單晶錠。發明者進行了大量的晶體生長以控制供體型雜質濃度和受體型雜質。

討論

本節討論降低基平面位錯穴穴強度的機理。在單晶碳化硅生長過程中，基面位錯密度變得很高，因為正如前面所指出的，位錯經歷了滑移，從而增加了Frank-Read型位錯的發生。這種位錯的滑移是由生長過程中作用于單晶碳化硅的熱應力驅動的。然而，如上所述，熱應力的程度是有限的。發明人研究了如何通過降低熱應力以外的方法來控制位錯滑動。一種用于抑制金屬晶體中的位錯滑移的方法是在晶體中添加一種雜質，從而固定位錯。因此，研究了氮，一種通常添加到單晶碳化硅中的供體型雜質，是否表現出這種釘扎活性。然而，沒有效果。

工業實用性

本發明能夠獲得優質的低位錯缺陷的單晶碳化硅。其效果隨著鋼錠直徑的增大而尤為明顯。使用從這種單晶碳化硅中切割出的基質、基質和外延晶圓，可以制造高頻、高擊穿電壓電子器件和在光學適當連接方面優異的藍色發光器件。