JP7464265B2 - 炭化珪素ウエハ、炭化珪素インゴットの製造方法及び炭化珪素ウエハの製造方法 - Google Patents
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Description
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係る炭化珪素インゴット100は、対向する一面110と他面120を含み、種結晶から遠くに位置し、上部として定義される前記一面は、平坦面または凸面であり、ウエハは、前記一面以下の部分から設けられる。
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係るウエハは、表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるものであり、前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積(cm2)当たり0.194J~0.475Jであってもよい。
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係る炭化珪素インゴットの製造方法は、内部空間を有する反応容器200に原料物質300と炭化珪素種結晶とを対向するように配置する準備ステップと;前記内部空間の温度、圧力及び雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記種結晶上に成長した炭化珪素インゴット100を設ける成長ステップと;前記反応容器を冷却させて前記炭化珪素インゴットを回収する冷却ステップと;を含む。
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係るウエハの製造方法は、前記炭化珪素インゴットの製造方法を通じて製造された炭化珪素インゴット100の縁部を研削する研削ステップ;及び前記研削された炭化珪素インゴットを切断してウエハを設ける切断ステップ;を含むことができる。
図1に炭化珪素インゴットの製造装置の一例を示したように、反応容器200の内部空間の下部に原料である炭化珪素粉末を装入し、その上部に炭化珪素種結晶を配置した。このとき、炭化珪素種結晶は、6インチの4H-SiC結晶からなるものを適用し、C面((000-1)面)が内部空間の下部の炭化珪素原料に向かうように通常の方法により固定し、以下の実施例及び比較例に同一に適用した。
前記冷却された炭化珪素インゴットの外周面を最大外径に対し5%研削して、均一な外径を有する円柱状に加工し、炭化珪素インゴットの(0001)面と4°のオフ角を有するように切断し、360μmの厚さを有するウエハサンプルを設けた。
前記設けられたウエハサンプルを50mm×50mmの大きさに切断し、これを、500℃、5分の条件で溶融水酸化カリウム(KOH)に浸漬してエッチングさせ、その表面の欠陥を光学顕微鏡などを通じて撮影した(図4)。貝殻型ピットを基底面転位(BPD)、小型の6角形ピットを貫通刃状転位(TED)、黒色の巨大な6角形ピットをマイクロパイプ(MP)として分類した。
前記設けられたウエハサンプルを50mm×50mmの大きさに切断した(図3(a))。ASTM D 2794に従い、25℃の雰囲気でデュポン衝撃テスト(DuPont Impact Tester)を通じて実験を行った。前記ウエハサンプルの一表面上の中央に、衝撃が加えられる部分が平らな直径4mmの撃芯、他表面上に受台を図3(b)のように備え、表2及び表3のような条件で重錘を落下させて撃芯及びウエハサンプルに衝撃を加える実験を行った。このとき、前記重錘の力学的エネルギー、ウエハに加えられる力学的エネルギーは、下記式1を通じて計算した。
Claims (9)
- 炭化珪素ウエハであって、
前記炭化珪素ウエハは、4H-SiC構造を含み、直径が4インチ以上であり、
貫通刃状転位密度が10,000/cm 2 以下であり、
厚さは300μm~600μmであり、
基底面転位密度が3,000/cm 2 以下であり、
前記炭化珪素ウエハは、表面に加えられる衝撃によってクラックが発生した場合、
前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるものであり、
前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積(cm2)当たり0.233J~0.475Jであり、
前記力学的エネルギーが加えられる面積は10mm2~25mm2である、炭化珪素ウエハ。 - 前記衝撃が加えられる前記表面の面積は100mm2以下である、請求項1に記載の炭化珪素ウエハ。
- 前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積(cm2)当たり0.233J~0.475Jである、請求項1に記載の炭化珪素ウエハ。
- 前記衝撃は、前記炭化珪素ウエハの表面から所定の高さから重錘が前記炭化珪素ウエハの表面に落下して加えられ、
前記力学的エネルギーの最小値は、前記炭化珪素ウエハに衝撃を加える前記重錘が有する力学的エネルギーである、請求項1に記載の炭化珪素ウエハ。 - 炭化珪素ウエハであって、
前記炭化珪素ウエハは、デュポン衝撃テスト(Dupont impact tester)により、360μmの厚さの試片、25gの重錘で測定したクラック発生の落錘高さが100mm~250mmであり、
前記炭化珪素ウエハは、4H-SiC構造を含み、直径が4インチ以上であり、
貫通刃状転位密度が10,000/cm2以下である、炭化珪素ウエハ。 - 前記落錘高さが150mm以上である、請求項5に記載の炭化珪素ウエハ。
- 内部空間を有する反応容器に原料物質と炭化珪素種結晶とを対向するように配置する準備ステップと、
前記内部空間の温度、圧力及び雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記種結晶上に成長した炭化珪素インゴットを設ける成長ステップと、
前記反応容器を冷却させて前記炭化珪素インゴットを回収する冷却ステップとを含み、
前記成長ステップは、前記反応容器に70sccm~330sccmの流量の流れを有する不活性気体雰囲気で行われ、
前記冷却ステップは、前記反応容器に100sccm~300sccmの流量の流れを有する不活性気体雰囲気で行われ、
前記反応容器の熱伝導度は120W/mK以下であり、
前記炭化珪素インゴットは、
対向する一面と他面を含み、
上部として定義される前記一面は、平坦面または凸面であり、
炭化珪素ウエハは、前記一面以下の部分から切断して設けられ、
前記炭化珪素ウエハは、
表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるものであり、前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積(cm2)当たり0.233J~0.475Jであるもの;又は
デュポン衝撃テスト(Dupont impact tester)により、360μmの厚さの試片、25gの重錘で測定したクラック発生の落錘高さが100mm~250mmであり、
前記炭化珪素ウエハは、4H-SiC構造を含み、直径が4インチ以上であり、
貫通刃状転位密度が10,000/cm2以下あり、
厚さが300μm~600μmであり、
基底面転位密度が3,000/cm2以下であり、
前記力学的エネルギーが加えられる面積は10mm2~25mm2である;、炭化珪素インゴットの製造方法。 - 前記成長ステップまたは前記冷却ステップにおいて、流れは、前記原料物質から前記炭化珪素種結晶の方向への流れを有する、請求項7に記載の炭化珪素インゴットの製造方法。
- 請求項7によって製造された前記炭化珪素インゴットの縁部を研削する研削ステップと、
前記研削された炭化珪素インゴットを切断して前記炭化珪素ウエハを設ける切断ステップとを含む、炭化珪素ウエハの製造方法。
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