[发明专利]晶锭的制备方法、晶锭生长用原料物质及其制备方法

说明书

本发明涉及晶锭的制备方法等，所述晶锭的制备方法包括：装入步骤，将含有D₅₀为80μm以上的原料粉末的原料物质装入反应容器；颈缩步骤，通过调节所述反应容器内的温度来形成相邻的所述原料粉末的多个粒子相连的颈缩原料物质；以及晶锭生长步骤，升华多个原料成分，从而由所述颈缩原料物质来生长晶锭。由此可以快速制备实际无缺陷的晶锭。

技术领域

本发明涉及可有效生长缺陷少或实际无缺陷的晶锭的制备方法、晶锭生长用原料物质及其制备方法。

背景技术

碳化硅(SiC)、硅(Si)、氮化镓(GaN)、蓝宝石(Al₂O₃)、砷化镓(GaAs)、氮化铝(AlN)等单晶(single crystal)呈现出无法从其多晶(polycrystal)期待的特性，因而工业领域中对其的需求正在增加。

尤其，单晶碳化硅(single crystal SiC)具有很大的能带间隙(energy bandgap)，且其击穿电压(break field voltage)及导热率(thermal conductivity)优于硅(Si)。并且，单晶碳化硅的载流子迁移率与硅的载流子迁移率并肩，且前者的饱和漂移速度及耐压也大。由于这些特性，单晶碳化硅有望适用于要求高效率化、高耐压化及大容量化的半导体设备。

日本公开专利公报第2001-114599号公开了这种单晶的如下制备方法，即，在可以引入氩气的真空容器(加热炉)中，通过加热器进行加热来使籽晶的温度维持在比原料粉末的温度低10℃至100℃的低温，从而在籽晶上生长单晶锭。

为了生长缺陷少的高质量单晶锭，有必要对装入到加热炉中的原料的特性进行控制。在将粉末状原料装入加热炉的情况下，可能产生粉尘，这可能引起晶锭的不良。韩国授权专利公报第10-1854731号公开了在浆料水中颗粒化的凝集材料的采用方法。

现有技术文献

专利文献

日本公开专利公报第2001-114599号

韩国授权专利公报第10-1854731号

发明内容

本发明的目的在于，提供可有效生长缺陷少或实际无缺陷的晶锭的制备方法、晶锭生长用原料物质及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明一实施例的晶锭的制备方法包括：装入步骤，将含有D₅₀为80μm以上的原料粉末的原料物质装入反应容器；颈缩步骤，通过调节所述反应容器内的温度来形成相邻的所述原料粉末的多个粒子相连的颈缩原料物质；以及晶锭生长步骤，升华多个原料物质，从而由所述颈缩原料物质来生长晶锭。

在将所述原料粉末的物质自身的密度视为100的情况下，所述原料粉末的振实密度可具有69以下的比率。

所述颈缩步骤依次包括升温过程及热处理过程，所述热处理过程可在1800℃以上的温度下进行。

所述颈缩步骤可在350torr以上的压力下进行。

所述原料粉末的振实密度可以是2.1g/cm³以下。

所述颈缩原料物质可在其表面包括碳化层。

所述碳化层的碳含量可大于所述原料粉末粒子的中心部的碳含量。

所述晶锭生长步骤中的所述晶锭的生长速率可以是180μm/hr以上。

所述原料粉末可含有SiC粒子。

所述晶锭可以是SiC晶锭。