[发明专利]基于硅的熔融组合物和使用其的SiC单晶的制造方法

说明书

本发明涉及一种基于硅的熔融组合物以用于通过溶液法形成SiC单晶，所述组合物包含硅、碳和由以下式(1)定义的溶解度参数(C_si^sol)小于‑0.37的金属：式(1)，其中在上述式(1)中，A为在包含金属和碳的硅晶格中包含硅原子、碳原子和金属原子的第一评估晶格的第一能量(A)，B为在包含金属的硅晶格中包含硅原子和金属原子的第二评估晶格的第二能量(B)，μ₁为作为通过将金刚石晶体结构中硅的总能量除以单元晶格中存在的硅原子数获得的化学势的常数‑5.422，μ₂为作为通过将金刚石晶体结构中碳的总能量除以单元晶格中存在的碳原子数获得的化学势的常数‑9.097。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年10月26日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0148848号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

本发明涉及基于硅的熔融组合物，和使用其的SiC单晶的制造方法。

背景技术

已研究了SiC单晶作为用于功率半导体器件的基底。与传统硅相比，SiC单晶具有优异的带隙和介电击穿强度。使用这样的SiC基底的半导体可以在高功率下使用并且可以使由于能量转换的损耗最小化。

另外，由于包括SiC基底的器件在高温下工作，故可以防止由于放热的器件故障，并且预期使冷却器件简化，因此，包括SiC基底的器件可以用作下一代功率半导体器件以替代硅。

作为用于SiC单晶的生长方法，已知的有升华法、CVD法、Acheson法、溶液法等。其中，溶液法是一种在坩埚中溶解硅或含硅合金，然后使SiC单晶从包含硅和碳的熔融溶液中析出并生长在籽晶上的方法。

发明内容

技术问题

本发明致力于提供基于硅的熔融组合物，和使用其的SiC单晶的制造方法，并且具体地，提供以下基于硅的熔融组合物和使用其的SiC单晶的制造方法，所述基于硅的熔融组合物包含具有预定水平的溶解度参数(C_si^sol)值的金属，因而具有改善的碳溶解度。

技术方案

本发明的一个示例性实施方案提供了一种基于硅的熔融组合物，其包含硅、碳和由以下式(1)定义的溶解度参数(C_si^sol)小于-0.37的金属，其中通过溶液法形成SiC单晶：

C_si^sol＝A-B+μ₁-μ₂ 式(1)

在上述式(1)中，A为在包含金属原子和碳原子的硅晶格中包含硅原子、碳原子和金属原子的第一评估晶格的第一能量(A)，B为在包含金属原子的硅晶格中包含硅原子和金属原子的第二评估晶格的第二能量(B)，μ₁为作为通过将金刚石晶体结构中硅的总能量除以单元晶格中存在的硅原子数获得的化学势的常数-5.422，并且μ₂为作为将通过金刚石晶体结构中碳的总能量除以单元晶格中存在的碳原子数获得的化学势的常数-9.097。

金属的关于由上述式(1)定义的溶解度参数(C_si^sol)的值可为-0.90＜C_si^sol＜-0.38。金属可包括两种或更多种金属。

金属可包括选自由铝(Al)、钛(Ti)、锆(Zr)、铬(Cr)和钪(Sc)组成的组中的至少两种。

基于100重量份的硅的总含量，金属的含量可为25重量份至85重量份。