[发明专利]一种高质量SiC单晶片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高质量SiC单晶片，包括：所述SiC单晶片具有直径不小于100mm的单一晶型；所述SiC单晶片从室温升温到1450℃以上，翘曲度值小于100μm，弯曲度绝对值小于60μm。本发明还提供了一种高质量SiC单晶片的制备方法。本发明提供的SiC单晶片的制备方法包括优选高质量的籽晶、生长参数稳定精确可控，通过原位退火、一次退火，尽可能地消除晶体内部残余应力；在加工过程中，尽量保持硅、碳面相近的表面状况，并在加工初期对研磨片进行退火，以降低晶片内部应力。因此，本发明提供的SiC单晶片的制备方法能够获得高温下具有良好面型参数的高质量SiC单晶片。

技术领域

本发明涉及单晶片技术领域，尤其涉及一种高质量SiC单晶片及其制备方法。

背景技术

作为目前发展最成熟的宽带隙半导体材料，SiC具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点，其优异性能可以满足现代电子技术对高温、高频、高功率以及抗辐射的新要求，因而被看作是半导体材料领域最有前景的材料之一。与第一代硅和第二代砷化镓相比，有10倍于硅、5倍于砷化镓的击穿场强，3倍于硅、7倍于砷化镓的热导率，理论工作温度达到600℃，具有明显的性能优势。在航空航天、新能源汽车、智能电网、微波通讯和固态照明等领域，基于碳化硅的新一代器件具有耐高压、耐高温、抗辐照、重量轻、体积小、节能等一系列优点，将逐步替代现有器件。

众所周知，为了制备出高可靠性与稳定性的SiC基器件，降低SiC晶体中的缺陷密度，持续提高SiC晶体质量，一直是人们研究的重点。与此同时，SiC晶圆的翘曲度和弯曲度等面型参数也是不容忽视的。“翘曲度”定义为从参考平面所测的晶片表面的最小值和最大值之间的差，该值反映晶圆整体的弯曲程度。“弯曲度”是从晶片的中心所测的晶片的凹度或者变形，与任何厚度变化无关。在外延生长过程中，高的翘曲度和弯曲度可导致晶圆与基座之间的不均匀接触，这种不均匀的接触可以引起整个籽晶上的热变化。此外，在器件制造步骤中，由于晶片被吸于真空吸盘时所引起的应力，高翘曲度值可以提高晶片破裂的风险。因此，将SiC晶圆的翘曲度和弯曲度控制在较低的水平，特别是，使其在高温下例如1700℃仍能保持较低的水平，也是SiC晶圆制备研发工作人员一直努力的方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高质量SiC单晶片及其制备方法，本发明提供的方法制备的大尺寸SiC单晶片在高温下仍能保持较低的翘曲度和弯曲度。

本发明提供了一种高质量SiC单晶片，包括：

所述SiC单晶片具有直径不小于100mm的单一晶型；

室温下，所述SiC单晶片的弯曲度绝对值小于35微米；

所述SiC单晶片从室温升温到1450℃以上，弯曲度绝对值小于60微米。

优选的，还包括：

室温下，所述SiC单晶片翘曲度值小于60微米。

优选的，还包括：

所述SiC单晶片从室温升温至1450℃以上，翘曲度值小于100微米。

优选的，所述SiC单晶片具有直径不小于150mm的单一晶型。

优选的，室温下，所述SiC单晶片的弯曲度绝对值小于25微米。

优选的，室温下，所述SiC单晶片的翘曲度值小于40微米。

优选的，室温下，所述SiC单晶片的弯曲度绝对值小于10微米。

优选的，所述SiC单晶片从室温升温至1450℃以上，弯曲度绝对值小于45微米。

优选的，所述SiC单晶片从室温升温至1450℃以上，弯曲度绝对值小于25微米。

本发明提供了一种上述技术方案所述的高质量SiC单晶片的制备方法，包括：