[发明专利]p型SiC半导体

说明书

技术领域

本发明涉及SiC半导体，特别地，涉及低电阻的p型SiC半导体。

背景技术

一直难以获得低电阻的p型SiC半导体。例如，PCT申请的公开的日文译文2005-507360(JP-A-2005-507360)描述了通过采用高浓度的深能级本征缺陷和深能级受主(Ti和B)的组合来获得高电阻的半绝缘SiC单晶的方法。在T.L.Staubinger等人的Mat.Sci.Forum 389-393(2002)p.131中描述了一种通过Al掺杂的改良莱利(Lely)法(升华法)制造p型SiC单晶的方法。然而，利用高浓度Al掺杂的晶体生长会不利地影响结晶性。日本专利申请公开2008-100890(JP-A-2008-100890)描述了一种制造方法，其特征为，在通过液相生长方法生长SiC单晶时使用的液体合金为Si-Al-M合金(M为例如Ti)。然而，在该文件中，使用Al和Ti来获得高质量SiC单晶，没有记载在所制成的晶体中混合的这些元素的量的控制方法，也没有记载晶体的特性。

难以制造p型SiC半导体的原因如下。

由于在SiC晶体中，作为p型载流子的空穴的迁移率低于作为n型载流子的电子的迁移率，因此与获得低电阻n型SiC衬底相比，难以获得低电阻p型SiC衬底。

Al和B是用于p型SiC的代表性受主。然而，Al和B的电离能高于用于n型SiC的施主的N的电离能。由此，难以获得低电阻p型SiC衬底。

可以使用增加Al掺杂的量的方法以减小电阻。然而，这导致迁移率的降低，并且还会降低SiC单晶的结晶性。

由此，需要独立地控制引入到SiC单晶的Al的量和Ti的量的方法。

日本专利申请公开2007-13154(JP-A-2007-13154)、PCT申请的公开日文译文2008-505833(JP-A-2008-505833)、WO2004/090969、日本专利申请公开10-70273(JP-A-10-70273)以及日本专利申请公开2006-237319(JP-A-2006-237319)描述了在SiC单晶中引入Al和Ti原子。然而，这些文件没有考虑如何减小电阻。

发明内容

本发明提供了一种低电阻的p型SiC半导体。

本发明的一个方面为一种p型SiC半导体，其包括含有作为杂质的Al和Ti的SiC晶体，其中Ti的原子数目浓度等于或小于Al的原子数目浓度。

在上述方面中，Al的原子数目浓度和Ti的原子数目浓度可满足以下关系：(Al的浓度)≥5×10¹⁸/cm³；以及0.01％≤(Ti的浓度)/(Al的浓度)≤20％。

在上述方面中，Al的原子数目浓度和Ti的原子数目浓度可满足以下关系：5×10¹⁸/cm³≤(Al的浓度)≤1×10²⁰/cm³；以及0.01％≤(Ti的浓度)/(Al的浓度)≤20％。

在上述方面中，Al的原子数目浓度和Ti的原子数目浓度可满足以下关系：(Al的浓度)≥5×10¹⁸/cm³；以及1×10¹⁷/cm³≤(Ti的浓度)≤1×10¹⁸/cm³。

在上述方面中，Al的原子数目浓度和Ti的原子数目浓度可满足以下关系：5×10¹⁸/cm³≤(Al的浓度)≤1×10²⁰/cm³；以及1×10¹⁷/cm³≤(Ti的浓度)≤1×10¹⁸/cm³。

根据本发明，使SiC晶体包含作为受主的Ti以及Al，并且Ti的原子数目浓度等于或小于Al的原子数目浓度，从而与仅仅添加Al的情况相比，可以减小比电阻(specific resistance)。

附图说明

通过以下参考附图对实例的描述，本发明的上述和其他目的、特征以及优点将变得显而易见，在附图中，

图1为这样的图，其示出了在根据本发明的添加了Al和Ti原子的SiC单晶中对于每种Al浓度的比电阻随Ti浓度改变的变化。

具体实施方式