[发明专利]碳化硅晶体及碳化硅晶种片

说明书

本发明公开一种碳化硅晶体及碳化硅晶种片，所述碳化硅晶种片包含材质为单晶碳化硅的一晶棒生长区、材质为碳化硅的一缺陷阻隔区、及材质为碳化硅的应力吸收区。所述缺陷阻隔区呈环状且围绕于所述晶棒生长区的外周缘。所述缺陷阻隔区为一非共格界面。所述应力吸收区呈环状且围绕于所述缺陷阻隔区的外周缘。据此，所述碳化硅晶种片能在晶棒生长区的外侧形成有呈非共格界面的缺陷阻隔区及应力吸收区，以避免晶棒生长区受到外部环境影响、并有效地降低晶棒生长区内的缺陷的生长速度。

技术领域

本发明涉及一种晶种片，尤其涉及一种碳化硅晶体及碳化硅晶种片。

背景技术

为使碳化硅晶棒具备有较佳的质量，其需以缺陷数量极低的晶种片进行长晶作业，据以避免晶种片的缺陷蔓延至碳化硅晶棒内。然而，纵使以上述缺陷数量极低的晶种片进行长晶作业，其所生长而成的碳化硅晶棒还是容易受到其他因素影响(如：外在环境或内在应力)而导致缺陷产生，并且缺陷数量极低的晶种片的成本也极为高昂。

于是，本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。

发明内容

本发明实施例在于提供一种碳化硅晶体及碳化硅晶种片，其能有效地改善现有晶种片所可能产生的缺陷。

本发明实施例公开一种碳化硅晶体，其包括：一碳化硅晶种片，包含：一晶棒生长区，其材质为单晶碳化硅，并且晶棒生长区定义有一中心轴；一缺陷阻隔区，其材质为碳化硅，缺陷阻隔区呈环状且围绕于晶棒生长区的外侧缘；其中，缺陷阻隔区为一非共格界面(non-coherent interface)；及一应力吸收区，其材质为碳化硅，应力吸收区呈环状且围绕于缺陷阻隔区的外侧缘；一单晶硅晶棒，自晶棒生长区沿中心轴长晶所形成；一内牺牲层，自缺陷阻隔区沿平行中心轴的方向长晶所形成，并且内牺牲层呈环状且围绕于单晶硅晶棒的外侧缘；以及一外牺牲层，自应力吸收区沿平行中心轴的方向长晶所形成，并且外牺牲层呈环状且围绕于内牺牲层的外侧缘；其中，外牺牲层的每单位区域的缺陷数量大于单晶硅晶棒的每单位区域的缺陷数量。

优选地，缺陷阻隔区能使内牺牲层用来阻隔外牺牲层中的缺陷蔓延至单晶硅晶棒，并且应力吸收区能使外牺牲层用来吸收来自单晶硅晶棒的应力；其中，应力吸收区的材质进一步限定为单晶碳化硅，并且应力吸收区的每单位区域的缺陷数量为晶棒生长区的每单位区域的缺陷数量的至少两倍；或者，应力吸收区的材质进一步限定为多晶碳化硅。

优选地，于通过中心轴的碳化硅晶种片的一外径中，晶棒生长区所占的长度为应力吸收区所占的长度的1～6倍，并且缺陷阻隔区所占的长度不大于10微米(μm)。

优选地，单晶硅晶棒包含有一内区块及呈环状且围绕于内区块的一外区块，并且外牺牲层的每单位区域的缺陷数量大于内区块的每单位区域的缺陷数量，而内区块的每单位区域的缺陷数量大于外区块的每单位区域的缺陷数量；其中，碳化硅晶种片能与单晶硅晶棒、内牺牲层、及外牺牲层分离，用以长晶生成另一单晶硅晶棒、另一内牺牲层、及另一外牺牲层。

本发明实施例也公开一种碳化硅晶种片，其包括：一晶棒生长区，其材质为单晶碳化硅；一缺陷阻隔区，其材质为碳化硅，缺陷阻隔区呈环状且围绕于晶棒生长区的外周缘；其中，缺陷阻隔区为一非共格界面(non-coherent interface)；以及一应力吸收区，其材质为碳化硅，应力吸收区呈环状且围绕于缺陷阻隔区的外周缘。

优选地，应力吸收区的材质进一步限定为单晶碳化硅，并且应力吸收区的每单位区域的缺陷数量大于晶棒生长区的每单位区域的缺陷数量。

优选地，应力吸收区的每单位区域的缺陷数量为晶棒生长区的每单位区域的缺陷数量的至少两倍。

优选地，应力吸收区的材质进一步限定为多晶碳化硅。