[发明专利]碳化硅单晶晶片及碳化硅单晶锭的制造方法

说明书

提供能获得高品位的碳化硅单晶的碳化硅单晶晶片的制造方法及碳化硅单晶晶片。通过气相生长法来制造的碳化硅单晶晶片，其中，晶片所包含的位错密度为3500个/cm²以下，在所述晶片的中心部、所述晶片的端部、及所述晶片的中间部分的比较中，所述KOH蚀坑密度的差小于平均值的50％。

技术领域

本发明涉及碳化硅单晶晶片及碳化硅单晶锭的制造方法。

背景技术

碳化硅(以下也称为SiC)与Si相比具有约3倍的带隙、约2倍的饱和漂移速度、约10倍的绝缘击穿场强的优异物性值，并且是具有较大的导热率的半导体，因此期望用作实现大大超过当前使用的Si单晶半导体的性能的下一代高电压/低损耗半导体元件的材料。

当前，升华法被用作制造市售化的碳化硅单晶的方法之一。

当前市售的碳化硅单晶晶片大多数是通过升华法制造的，但是升华法是通过将原料和晶种设置在密闭容器中而制作的，因此能够通过一次生长来制作的碳化硅块的数量是有限的。因而，由于该制作法的构造上的原因，不能形成长条晶体，因此存在由块制作的晶片的制造成本高的缺点。

作为制造碳化硅单晶的另一种方法，已知HTCVD(高温化学气相沉积)法等的气相生长法(例如，参照专利文献1)。在气相生长法(气体生长法)中，如果持续向晶种供给原料气体，则理论上可以制造无限长的SiC单晶。如果能够高速且长条地生长SiC单晶，则能够降低其价格。

另外，在晶种的表面(生长面)上存在温度梯度的情况下，例如，存在周缘部为高温、中央部为低温这样的温度梯度的情况下，在高温部分中几乎不进行生长，而在低温部分中进行生长，因此提出了将晶种的表面形状照着等温线作成凸曲面以促进生长的方法(参照专利文献2)。

尽管碳化硅单晶衬底通过以上那样的方法制造，但是由于在通常压力下不具有液相，另外，升华温度极高等，所以难以进行如不包含位错、堆垛层错等的晶体缺陷的高品质的晶体生长。因此，对于碳化硅单晶，尚未实现通过生长Si单晶而商业化的、没有位错且具有大口径的单晶的制造技术。

当在晶片上生长外延膜时，由于这样在碳化硅单晶晶片中固有的这些位错在该外延膜中传播，所以降低使用该外延膜形成的半导体元件的耐电压和可靠性。因而，需要位错少的、而且位错即便存在也没有不均匀的碳化硅单晶晶片。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－240894号公报

专利文献2：日本特许第6235875号公报。

发明内容

发明要解决的问题

由于衬底晶片中的位错传播到元件中，因此当使用以当前制法制作的位错密度在面内不均匀的碳化硅晶片来制作元件的情况下，存在元件的成品率根据区域而劣化的不良情况，这是当前的问题。此外，在制造元件的工艺中，当元件产品的成品率方面产生面内区域上的偏差时，如果使用当前晶片，则无法区分是工艺引起的还是晶片引起的，从而使工艺改善长期化，导致投入的预算和时间方面不利，这也是当前的问题。

鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供能够获得高品位的碳化硅单晶的碳化硅单晶晶片的制造方法及碳化硅单晶晶片及碳化硅单晶锭的制造方法。

用于解决问题的方案

用于达成上述目的的本发明的第1方面是一种碳化硅单晶晶片，其特征在于：晶片中所包含的位错密度为3500个/cm²以下，在所述晶片的中心部、所述晶片的端部、及所述晶片的中间部分的比较中，所述位错密度的差小于平均值的50％。