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TWI750628B - 碳化矽晶圓以及碳化矽晶圓之製備方法 - Google Patents

碳化矽晶圓以及碳化矽晶圓之製備方法 Download PDF

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TWI750628B
TWI750628B TW109111825A TW109111825A TWI750628B TW I750628 B TWI750628 B TW I750628B TW 109111825 A TW109111825 A TW 109111825A TW 109111825 A TW109111825 A TW 109111825A TW I750628 B TWI750628 B TW I750628B
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甄明玉
沈鐘珉
張炳圭
崔正宇
高上基
具甲烈
金政圭
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南韓商賽尼克股份有限公司
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Abstract

根據本發明的碳化矽晶圓、晶圓的製造方法等提供具有優異結晶性的晶圓以及晶圓的製造方法。晶圓是具有基於(0001)面從0度到15度中選擇的偏角的晶圓，測量點是將所述晶圓的表面以10mm以下的恆定間隔劃分的多個地點，目標區域是與圓的內部相對應的區域，該圓共享所述晶圓的中心並且半徑為所述晶圓半徑的70％，所述測量點位於所述目標區域，所述測量點的搖擺曲線具有峰和半峰寬，ω角的平均值是目標區域中測量點的峰具有的ω角的平均值，所述半峰寬是基於所述ω角的平均值的值，所述目標區域包括95％以上的測量點，其半峰寬為-1.5到1.5度。

Description

碳化矽晶圓以及碳化矽晶圓之製備方法
本發明涉及一種碳化矽晶圓以及一種碳化矽晶圓的製造方法等。
碳化矽（SiC）、矽（Si）、氮化鎵（GaN）、藍寶石（Al2 O3 ）、砷化鎵（GaAs）和氮化鋁（AlN）等單晶(single crystal)具有所多晶(polycrystal)不能期待的特性，因而在工業領域的需求不斷增加。
單晶碳化矽（single crystal SiC）具有大的能帶隙（energy band gap），且其最大擊穿電壓（break field voltage）和導熱率（thermal conductivity）優於矽（Si）的最大擊穿電壓和導熱率。單晶碳化矽的載流子遷移率可與矽相比，且電子的飽和漂移率和擊穿電壓也很大。由於這些特性，期待單晶碳化矽用於需要高效率化、高耐壓化和大容量化的半導體器件。
通過液相磊晶（Liquid Phase Epitaxy；LPE）、種子昇華、化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition；CVD）等生長碳化矽。其中，種子昇華由於具有高生長率並且可以製備晶錠形狀的碳化矽，因此最廣泛使用，種子昇華也稱為物理氣相傳輸（Physical Vapor Transport；PVT）。
作為單晶的製備方法，例如，日本公開專利公報第2001-114599號公開了在能夠引入氬氣的真空容器（加熱爐）中，通過加熱器加熱並保持籽晶的溫度比原料粉末的溫度低10℃至100℃，從而在籽晶上生長單晶錠。另外，有製造基本上沒有缺陷的大直徑單晶錠的嘗試。
相關的現有技術包括韓國授權專利公報第10-1760030、韓國公開專利公報第10-2016-0055102以及日本公開專利公報第2001-114599等。
本發明的目的在於，提供一種由具有優良品質的碳化矽晶錠得到的具有優異結晶度的碳化矽晶圓、一種碳化矽晶圓的製造方法等。
為了達到上述目的，根據本發明的一個實施例的碳化矽晶圓是具有基於(0001)面從0度到15度中選擇的偏角的晶圓，測量點是將所述晶圓的表面以10mm以下的恆定間隔劃分的多個地點，目標區域是與圓的內部相對應的區域，該圓共享所述晶圓的中心並且半徑為所述晶圓半徑的70％，所述測量點位於所述目標區域，所述測量點的搖擺曲線具有峰和半峰寬，ω角的平均值是目標區域中測量點的峰具有的ω角的平均值，所述半峰寬是基於所述ω角的平均值的值，所述目標區域包括95％以上的測量點，其半峰寬為-1.5到1.5度。
所述目標區域包括96％以上的測量點，其半峰寬為-1.0到1.0度。
所述目標區域包括97％以上的測量點，其半峰寬為-0.5到0.5度。
所述目標區域包括98％以上的測量點，其半峰寬為-0.05到0.05度。
所述目標區域包括5％以下的測量點，其半峰寬小於-1.5度或大於1.5度。
所述目標區域可以每1 cm2 包含一個以上的測量點。
所述目標區域可以是與圓的內部相對應的區域，該圓的半徑為所述晶圓半徑的80％。
為了達到上述目的，根據本發明的另一個實施例的碳化矽晶圓是具有基於(0001)面從0度到15度中選擇的偏角的晶圓，測量點是將所述晶圓的表面以10mm以下的恆定間隔劃分的多個地點，目標區域是與圓的內部相對應的區域，該圓共享所述晶圓的中心並且半徑為所述晶圓半徑的70％，所述測量點位於所述目標區域，所述測量點的搖擺曲線具有峰和半峰寬，測量點的ω角是在所述測量點的峰的ω角，第一測量點是在所述測量點的峰中具有最大ω角的點，第二測量點是在所述測量點的峰中具有最小ω角的點，在目標區域中，所述第一測量點的ω角與所述第二峰的ω角之差在0.5度以內。
為了達到上述目的，根據本發明的另一個實施例的晶圓的製造方法包括：切片步驟，通過將碳化矽晶錠切片，以使偏角具有基於(0001)面從0到15度中選擇的角度來製備切片的晶體，以及拋光步驟，拋光切片的晶體以形成碳化矽晶圓。
測量點是將所述晶圓的表面以10mm以下的恆定間隔劃分的多個地點，目標區域是與圓的內部相對應的區域，該圓共享所述晶圓的中心並且半徑為所述晶圓半徑的70％，所述測量點位於所述目標區域，所述測量點的搖擺曲線具有峰和半峰寬，ω角的平均值是目標區域中測量點的峰具有的ω角的平均值，所述半峰寬是基於所述ω角的平均值的值，測量點的ω角是在所述測量點的峰的ω角，第一測量點是在所述測量點的峰中具有最大ω角的點，第二測量點是在所述測量點的峰中具有最小ω角的點。
所述目標區域包括95％以上的測量點，其半峰寬為-1.5到1.5度，或在目標區域中，所述第一測量點的ω角與所述第二峰的ω角之差可以在0.5度以內。
所述碳化矽晶錠可以為通過如下碳化矽晶錠的製造方法製備的碳化矽晶錠，這些步驟包括： 準備步驟，將原料放入坩堝本體中，並且將具有碳化矽種子的坩堝蓋佈置在所述坩堝本體上，然後通過用密度為0.14至0.28 g / cc的絕熱材料包裹所述坩堝來製備反應容器，以及 生長步驟，將所述反應容器佈置在反應腔室中，通過將所述反應容器的內部空間調整為晶體生長氣氛,以將所述原料被蒸氣傳輸而沉積在所述碳化矽種子，並且製備從所述碳化矽種子生長的碳化矽晶錠。
所述絕熱材料可以包括抗壓強度為0.2 Mpa以上的碳基氈。
本發明的實施例的碳化矽晶圓、碳化矽晶圓的製造方法等可以精確地控制晶體生長的溫度梯度，並且提供具有優異特性的單晶碳化矽晶圓。
以下，參照附圖來對本發明進行詳細說明，以使本發明所屬技術領域的普通技術人員輕鬆實施本發明。本發明可通過多種不同的實施方式實現，並不限定於在本說明書中所說明的實施例。在說明書全文中，對於相似的部分標注了相同的附圖標記。
在本說明書中，除非另有說明，一種構成“包括”另一種構成，這意味著可以還包括其他構成而不排除其他構成。
在本說明書中，當一個構成“連接”到另一個構成時，這不僅包括‘直接連接’，還包括與‘在其間連接其他構成’。
在本說明書中，B位於A上意味著B直接與A相接觸或在B和A之間設置有其他層的情況下B位於A上，而不能限定地解釋為B與A的表面相接觸。
在本說明書中，馬庫西形式的表達所包含的術語“它們的組合”表示選自由馬庫西形式的表達中所記載的多個結構要素組成的組中的一個以上的混合或組合，表示包括選自由所述多個結構要素組成的組中的一個以上。
在本說明書中，“A和/或B”的記載表示“A、B或者A與B”。
在本說明書中，“第一”、“第二”或“A”、“B”等術語用於區分相同的術語。
在本說明書中，除非在語句中明確表示不同的含義，否則單數的表達包括複數的表達。
圖3是示出根據本發明的晶圓W中的目標區域T和測量點P的概念圖。以下，參照圖3更加詳細地說明本發明。
根據本發明的一個實施例的碳化矽晶圓W是具有基於(0001)面從0度到15度中選擇的偏角的晶圓。
在碳化矽晶圓W的表面上，有以10mm以下的恆定間隔劃分的多個測量點P。
碳化矽晶圓W包含目標區域T，該目標區域是具有基於所述晶圓的中心C半徑R'為所述晶圓半徑R的70％的區域內部。即，目標區域T是與圓的內部相對應的區域，該圓共享所述晶圓的中心C並且半徑R'為所述晶圓半徑R的70％。
所述晶圓的中心是指晶圓的幾何的中心，並且當在上面觀察到的晶圓的形狀基本上是圓形時，則是指圓的中心。在橢圓的情況下，將長半徑和短半徑的平均值作為半徑。
所述晶圓具有從中心到外圍方向的基本上恆定尺寸的半徑R，目標區域也具有從中心到外圍方向的基本上恆定尺寸的半徑R'，並且目標區域的半徑可以是晶圓半徑的70％。
在測量點P測量的搖擺曲線具有峰(peak)和半峰寬(full width at half maximum)。
ω角的平均值是所述目標區域中測量點的峰具有的ω角的平均值。
半峰寬是基於所述ω角的平均值的值。
目標區域包括95％以上的測量點，其半峰寬為-1.5到1.5度。
即，測量點P的搖擺曲線具有半峰寬(full width at half maximum)，並且目標區域可以包括95％以上的測量點，其基於ω角的平均值的半峰寬為-1.5到1.5度。
可以基於晶圓的搖擺曲線中的峰角，通過半峰寬值的大小來評價碳化矽晶錠的質量。通常採用通過在晶圓的大面積上測量5或9個點進行平均的方法。發明人確認了，有必要管理整個晶圓區域上的半峰寬，從而可以更好的質量控制。
發明人在本發明中使用如下方法: 1）將目標區域設定在晶圓的一表面，並通過以恆定間隔將其劃分來指定測量點。 2）在每個測量點檢查搖擺曲線的ω角，以確定ω角的平均值。所述ω角的確認是為了減小基準角變化(shift)的影響，該影響會在基板角度錯誤時發生。並且基於所述ω角的平均值評價每個測量點的半峰寬值。 3）基於總評價對象的測量點,檢查每個測量點的半峰寬小於或大於恆定角度的點的比率。
將所述晶圓的表面通過多條假想線分割，這些假想線彼此相交，並且在10mm內具有恆定間隔，而且將每條線接觸的多個點作為測量點。為了彼此相鄰的測量點具有相對恆定間隔，多條假想線被示出為正交的（參照圖3），但是不限於此。
所述目標區域可以每1 cm2 包含一個以上的測量點。
所述目標區域可以每1 cm2 包含1至20的測量點。
所述目標區域包括96％以上的測量點，其半峰寬為-1.0到1.0度。
所述目標區域包括97％以上的測量點，其半峰寬為-0.5到0.5度。
所述目標區域包括98％以上的測量點，其半峰寬為-0.05到0.05度。
所述目標區域包括5％以下的測量點，其半峰寬小於-1.5度或大於1.5度。
如上所述，所述半峰寬是基於目標區域中的測量點的峰具有的ω角的平均值。
所述搖擺曲線中半峰寬應用於高分辨率X射線衍射系統HR-XRD，以將晶圓[11-20]方向對準X射線路徑，將X射線源光和光學X射線探測器角度設置為2θ（35至36度）之後，搖擺曲線測量通過根據晶圓的偏角調整ω（或θ、光學X射線探測器）角度，通過將作為基準角的峰值角和兩個FWHM值之間的差值設置為半峰寬來評價結晶度。
X度的偏角是指其具有在通常允許的誤差範圍內評估為X度的偏角，例如，包括在X-0.05度至X + 0.05度範圍的偏角。
基於基準角的半峰寬為-1至+1度是指基於基準角，半峰寬值在峰頂角1度至峰頂角+ 1度的範圍內。基準角是在峰的ω角。然而，在本發明中，當描述目標區域中的半峰寬時，基準角是佈置在目標區域中的測量點的峰的ω角的平均值。
所述碳化矽晶圓是由碳化矽晶錠獲得的。
所述碳化矽晶圓可以是具有對所述碳化矽晶錠的0001表面（SiC（004）表面或（006）表面）的偏角的晶圓中的任何一個，該偏角是在0至15度的範圍內選擇的角度。所述碳化矽晶圓可以是具有對所述碳化矽晶錠的0001表面（SiC（004）表面或（006）表面）的偏角的晶圓中的任何一個，該偏角是在0至8度的範圍內選擇的角度。
當偏角為0度時，ω角可以為17.8111度，當偏角為4度時，ω角可以為13.811度，當偏角為8度時，ω角可以為9.8111度，並且偏角為0度至8度的晶圓的ω角可以在9.8111度至17.8111度的範圍內。
碳化矽晶錠含有4H-SiC，並且可以具有凸面或平坦的表面。
所述碳化矽晶錠100可以是缺陷或多晶型混入最小化的基本上單晶的4H-SiC晶錠。
碳化矽晶錠基本上由4H-SiC製成，並且可以具有凸面或平坦的表面。
當碳化矽晶錠的表面形成為凹形時，可能是除了預期的4H-SiC晶體之外還混入其他多晶型例如6H-SiC的情況。這可能會降低碳化矽晶錠和由此獲得的碳化矽晶圓的質量。而且，當碳化矽晶錠的表面形成為過度凸形時，在晶錠本身可能會產生裂紋，或在加工成晶圓時，晶體可能會破裂。
使所述碳化矽晶錠是否是具有過度凸形狀的晶錠基於翹曲程度來確定。並且根據本發明的碳化矽晶錠可以具有15 mm以下的翹曲。
所述翹曲評價如下。將生長完成的碳化矽晶錠樣品放置在平板上，將晶錠的中心和邊緣的高度基於晶錠背面用高度計測量，並用中心高度減去邊緣高度來評估翹曲。翹曲的正值表示凸面，值0表示平面，而負值表示凹面。
所述碳化矽晶錠具有凸面或平坦的表面。所述碳化矽錠的翹曲可以為0至15mm，可以為0至12mm，或可以為0至10mm。具有上述翹曲度的碳化矽晶錠更容易晶圓加工並且可以減少裂紋的發生。
所述碳化矽晶錠減少了可能發生在碳化矽晶錠中的缺陷，從而可以提供了更高質量的碳化矽晶圓。
碳化矽晶錠可以由基本上單晶的4H-SiC製成。
所述晶錠可以具有4英寸以上、5英寸以上、或6英寸以上的直徑。更具體地，所述晶錠可以具有4英寸至12英寸、4英寸至10英寸、6英寸至8英寸的直徑。
根據晶錠的特性，可以施用合適的碳化矽種子。
碳化矽晶錠可以在碳化矽種子的C表面，(0001)面，上生長。
目標區域可以是與圓的內部相對應的區域，該圓的半徑為基於碳化矽晶圓的中心所述碳化矽晶圓半徑的80％。
目標區域可以是與圓的內部相對應的區域，該圓的半徑為基於碳化矽晶圓的中心所述碳化矽晶圓半徑的90％。
測量點的ω角是所述測量點的峰具有的ω角。
第一測量點是在所述測量點的峰中具有最大ω角的點。第二測量點是在所述測量點的峰中具有最小ω角的點。
在所述目標區域中測量的測量點的搖擺曲線中峰具有的ω角的最小值與最大值之差可以為0.5度以下。即，在目標區域中所述第一測量點的ω角與所述第二峰的ω角之差可以為0.5度以下。
在所述目標區域中測量的測量點的搖擺曲線中峰具有的ω角的最小值與最大值之差可以為0.35度以下。即，在目標區域中所述第一測量點的ω角與所述第二峰的ω角之差可以為0.35度以下。
在所述目標區域中測量的測量點的搖擺曲線中峰具有的ω角的最小值與最大值之差可以為0.25度以下。即，在目標區域中所述第一測量點的ω角與所述第二峰的ω角之差可以為0.25度以下。
在所述目標區域中測量的測量點的搖擺曲線中峰具有的ω角的最小值與最大值之差可以為0以上，或可以為0.000001度以上。
在所述目標區域中測量的所述測量點的搖擺曲線中峰具有的ω角可以在13.7至14.2度的範圍內。
在所述目標區域中測量的所述測量點的搖擺曲線中峰具有的ω角可以在13.75至14.10度的範圍內。
在所述目標區域中測量的所述測量點的搖擺曲線中峰具有的ω角可以在13.8至14.05度的範圍內。
具有這種特性的碳化矽晶圓可以具有更好的晶體特性。
根據本發明的一個實施例的晶圓的製造方法包括切片步驟和拋光步驟。
所述切片步驟是通過將碳化矽晶錠切片以具有恆定的偏角來製備切片的晶體的步驟。
所述偏角基於4H-SiC中的(0001)面。所述偏角可以是從0到15度中選擇的任何角度，可以是從0到12度中選擇的任何角度，或可以是從0到8度中選擇的任何角度。
所述切片可以通過通常應用於製造碳化矽晶圓的切片方法來進行。例如，可以使用金剛石絲或施用金剛石漿的絲進行切割，也可以使用部分施用金剛石的刀片或輪進行切割，但不限於此。
所述切片的晶體的厚度可以根據要製造的晶圓的厚度進行調整，並且可以根據在後述的拋光步驟中拋光後的厚度來切片到適當的厚度。
所述拋光步驟是拋光切片的晶體以使其厚度為300至800μm以形成碳化矽晶圓的步驟。
在所述拋光步驟中，可以應用通常使用於晶圓製造的拋光方法，例如，在諸如搭接(Lapping)和/或研磨(Grinding)等過程之後，可以進行拋光(polishing)等。
所述碳化矽晶圓是具有基於(0001)面從0度到15度中選擇的角度的偏角的晶圓。所述碳化矽晶圓包括目標區域，該目標區域共享所述晶圓的中心並且半徑為所述晶圓的半徑的70％或70%以上。而且，包括測量點，該測量點是將所述碳化矽晶圓的表面以10mm以下的恆定間隔劃分的多個假想地點。
在所述測量點測量的搖擺曲線具有峰和半峰寬。
所述半峰寬是基於所述ω角的平均值的值。
所述目標區域包括95％以上的測量點，其半峰寬為-1.5到1.5度。
測量點的ω角是在所述測量點的峰的ω角。
第一測量點是在所述測量點的峰中具有最大ω角的點，第二測量點是在所述測量點的峰中具有最小ω角的點。
在所述碳化矽晶的目標區域中，所述第一測量點的ω角與所述第二峰的ω角之差可以在0.5度以內。
所述碳化矽晶錠或碳化矽晶圓的描述，例如半峰寬和峰具有的ω角等，與上述描述相同，因此省略其描述。
所述碳化矽晶錠可以通過碳化矽晶錠的製造方法製造。
所述碳化矽晶錠的製造方法包括準備步驟和生長步驟以生產碳化矽晶錠。
在準備步驟中，將原料放入坩堝本體中，並且將具有碳化矽種子的坩堝蓋佈置在所述坩堝本體上，然後通過用密度為0.14至0.28 g / cc的絕熱材料包裹所述坩堝來製備反應容器。
適合於晶錠的生長反應的容器可以應用於反應容器，具體地，可以應用石墨坩堝。
例如，所述反應容器可以包括具有其中容納原料的內部空間和開口的坩堝本體、以及覆蓋所述坩堝本體的開口的坩堝蓋。
所述坩堝蓋可以還包括與坩堝蓋整體或分開的種子支架，並且碳化矽種子位於所述種子支架上。
而且，所述反應容器可以通過絕熱材料被包圍而固定，圍繞反應容器的絕熱材料設置反應腔室中，例如石英管，反應容器的內部空間的溫度可以通過圍繞反應腔室的加熱單元來控制。
碳化矽晶錠的生長可以根據所述坩堝本體以及坩堝蓋等的大小，類型及原料可以變化。並且在生長氣氛中，晶錠的質量也可能根據坩堝本體內部的溫度梯度而變化。晶錠的質量還可以根據反應容器的絕熱程度而變化，並且絕熱材料的使用也是重要。這是因為根據絕熱材料的使用在生長氣氛中坩堝本體內部或反應容器內部的溫度梯度可能會變化。
所述絕熱材料的密度可為0.14 g/cc至0.28 g/cc。所述絕熱材料的密度可為0.14 g/cc至0.24 g/cc。所述絕熱材料的密度可為0.14 g/cc至0.19 g/cc。
當絕熱材料的密度小於0.14g / cc時，所生長的碳化矽晶錠的形狀可以凹形，並且發生6H-SiC多晶型從而可能會降低晶錠的質量。
當絕熱材料的密度大於0.28g / cc時，所生長的碳化矽晶錠的形狀可以過度凸出，並且邊緣的生長速率降低從而可能會減少收率或增加晶錠的裂紋。
所述絕熱材料可以在0.14 g / cc至0.24 g / cc密度範圍內進一步提高晶錠的質量，並且可以在0.14 g / cc至0.19 g / cc密度範圍內更好地控制晶錠生長過程中的晶體生長氣氛以及生長更高質量的晶錠。
所述絕熱材料的氣孔率可以為72％至95％。所述絕熱材料的氣孔率可以為75％至93％。所述絕熱材料的氣孔率可以為80％至91％。當使用滿足上述氣孔率的絕熱材料時，可以進一步減少晶錠裂紋的產生。
所述絕熱材料的抗壓強度可以為0.2 Mpa以上。所述絕熱材料的抗壓強度可以為0.48 Mpa以上。所述絕熱材料的抗壓強度可以為0.8 Mpa以上。所述絕熱材料的抗壓強度可以為3Mpa以下。所述絕熱材料的抗壓強度可以為2.5 Mpa以下。當所述絕熱材料具有這些抗壓強度時，熱/機械穩定性優異，並且降低了灰燼的發生的可能性，從而可以生產更高質量的碳化矽晶錠。
所述絕熱材料可以包含碳基氈，具體地，可以包含石墨氈、人造絲石墨氈或瀝青基石墨氈。
所述絕熱材料的厚度可為20mm以上、或30mm以上。所述絕熱材料的厚度可為150mm以下、120mm以下、或80mm以下。滿足這些厚度範圍的絕緣材料可以使資源浪費最小化並獲得足夠的絕緣效果。
在所述生長步驟中，將所述反應容器佈置在反應腔室中，通過將所述反應容器的內部空間調整為晶體生長氣氛,以將所述原料被蒸氣傳輸而沉積在所述碳化矽種子，並且製備從所述碳化矽種子生長的碳化矽晶錠。
所述晶體生長氣氛可以通過加熱反應腔室外部的加熱單元來加熱坩堝或坩堝的內部空間而進行。可以在加熱的同時或分別降低壓力以除去空氣，並且可以在減壓氣氛和/或惰性氣氛（例如，Ar氣氛，N2 氣氛或其混合氣氛）中引起碳化矽晶體的生長。
所述晶體生長氣氛在高溫氣氛中引起原料的昇華和重結晶以生長晶錠。所述晶體生長氣氛可以在2000至2500℃的生長溫度和1至200托的生長壓力條件下進行，當施用這樣的溫度和壓力時，可以更有效地製造碳化矽晶錠。
具體地，所述晶體生長氣氛可以在2100至2500℃的坩堝上下表面溫度的生長溫度和1至50托的生長壓力條件下進行，更具體地，所述晶體生長氣氛可以在2150至2450℃的坩堝上下表面溫度的生長溫度和1至40托的生長壓力條件下進行。更具體地，所述晶體生長氣氛可以在2150至2350℃的坩堝上下表面溫度的生長溫度和1至30托的生長壓力條件下進行。當施用上述晶體生長氣氛時，更有利於製造高質量的碳化矽晶錠。
根據要生長的碳化矽晶錠的特性，可以不同地應用所述碳化矽種子。例如，可以應用4H-SiC晶圓、6H-SiC晶圓、3C-SiC晶圓、15R-SiC晶圓等，但不限於此。
根據要生長的碳化矽晶錠的大小，可以不同地使用所述碳化矽種子。
所述原料可以是具有碳源和矽源的粉末形狀，並且可以施用為了將粉末彼此連接所縮頸的原料或具有所碳化的表面的碳化矽粉末。
所述原料在晶體生長氣氛中昇華並移動至碳化矽種子，然後在種子中重結晶以形成碳化矽晶錠。
從所述碳化矽晶錠通過施用基於(0001)面從0度到15度中選擇的偏角來獲得的晶圓具有上述特性。
所述碳化矽晶圓的描述與上述描述相同，因此省略其描述。
所述碳化矽晶錠和碳化矽晶圓等在整個區域上具有優異的結晶度，從而具有優異的活用度。
以下，更加具體地說明本發明。以下說明僅僅是有助於理解本發明的例示，本發明的範圍不限於此。
實施例和比較 例的樣品的製備
將包含碳化矽顆粒的粉末裝入石墨坩堝本體的內部空間。將碳化矽籽晶和籽晶支架放置在粉末的上部。然後通過常規方式固定以碳化矽種子（4H-SiC單晶體，6英寸）的C面（000-1）朝向坩堝底部。以下實施例和比較例也相同。
裝有所述籽晶和籽晶支架的坩堝本體被坩堝蓋覆蓋，並被絕熱材料包圍，然後放置在具有作為加熱單元的加熱線圈的反應腔室。
作為絕熱材料，通過施用密度為0.17g / cc、孔隙率為83％、抗壓強度為0.36MPa的石墨氈來製備實施例的樣品，通過施用密度為0.13g / cc、孔隙率為85％、抗壓強度為0.19MPa的石墨氈來製備比較例的樣品。
將所述坩堝的內部空間減壓以調節至真空氣氛，並注入氬氣以使坩堝內部空間達到大氣壓，然後坩堝內部空間再減壓。同時，坩堝內部空間的溫度升至2300°C。
在2300℃的溫度和20托的壓力下，從碳化矽籽晶使碳化矽晶錠被生長100小時。
製備了基於相對於(0001)面的4度偏角的ω角為13.811度的晶圓，然後進行測量。
實施例和比較 例的物性評價
應用高分辨率X射線衍射系統HR-XRD，以將所述實施例和比較例的晶圓[11-20]方向對準X射線路徑，將X射線源光和光學X射線探測器角度設置為2θ（35至36度）之後，測量通過根據晶圓的偏角調整ω（或θ，光學X射線探測器）角度。具體地，施用基於4度的偏角，ω角為13.811度。X射線功率為9kW，X射線靶為Cu，測角儀分辨率為0.0001度。基於最大強度下的角度測量FWHM並分別評價為鎖定角，其結果示於表1。
X射線功率為9kW，X射線靶為Cu，測角儀分辨率為0.0001度。為了測量樣品正面的搖擺曲線FWHM，分別在X和Y軸上以10 mm的間隔進行了完全映射。即，在6英寸的晶圓上測量了154個點。其結果示於圖1（實施例）和圖2（比較例）。
實施例和比較 例的物性評價的結果
圖1是根據本發明的實施例1的搖擺曲線圖。(Rocking Curve Graph)，圖2是根據本發明的實施例2的搖擺曲線圖。(Rocking Curve Graph)，圖3是示出根據本發明的晶圓W中的目標區域T和測量點P的概念圖。
參照這些，以下將描述實施例1和2的物性的評價結果。
將實施例1的物性在具有基於SiC（004）表面-4°偏角13.811°的晶圓上測量。將對應於從晶圓的中心（C）90％的半徑的區域設置為目標區域（T），並且將假想線（圖3中的虛線）設置以具有水平和垂直10 mm的間隔。將其交點作為測量點（P），並在總共154個測量點進行實施例1的搖擺曲線半峰寬的測量（參照圖1中的結果）。
基於在目標區域內的測量點峰的ω角的平均值，在每個峰評價的半峰寬(Rocking Curve FWHM)的結果如下。-0.05至0.05度內的值為98％，-0.5以上至少於-0.05或大於0.05至0.5以下的值為1.5%，以及--1.0以上至少於-0.5或大於0.5至1.0以下的值為0.5%。未測量小於-1.0或大於1.0的值。
可以確認，在實施例1中，作為在峰的ω角的峰角均在13.8度至14.0度之間從而分佈在0.2度的範圍內（參照圖1中的黑色虛線）。
將實施例2的物性在具有基於SiC（004）表面-4°偏角13.811°的晶圓上測量。如實施例1，將對應於從晶圓的中心（C）90％的半徑的區域設置為目標區域（T），並且將假想線（圖3中的虛線）設置以具有水平和垂直10 mm的間隔。將其交點作為測量點（P），並在總共154個測量點進行實施例2的搖擺曲線半峰寬的測量（參照圖2中的結果）。
基於在目標區域內的測量點峰的ω角的平均值，在每個峰評價的半峰寬(Rocking Curve FWHM)的結果如下。-0.05至0.05度內的值為97％，-0.5以上至少於-0.05或大於0.05至0.5以下的值為2.5%，以及--1.0以上至少於-0.5或大於0.5至1.0以下的值為0.5%。小於-1.0或大於1.0的值為0%。
可以確認，在實施例2中，作為在峰的ω角的峰角均在13.8度至14.0度之間從而分佈在1.4度的較寬範圍內（參照圖1中的黑色虛線）。
確認實施例1和實施例2具有優異的結晶度，並且實施例1的結晶度優於實施例2。
以上，對本發明的優選實施例進行了詳細說明，但本發明的權利範圍不限於此，本發明所屬技術領域的普通技術人員利用由申請專利範圍定義的本發明的基本概念來實施的多種變形及改良形式也屬於本發明的權利範圍之內。
C:中心 P:測量點 R:晶圓半徑 R':半徑 T:目標區域 W:晶圓
圖1是根據本發明的實施例1的搖擺曲線圖。(Rocking Curve Graph) 圖2是根據本發明的實施例2的搖擺曲線圖。(Rocking Curve Graph) 圖3是示出根據本發明的晶圓W中的目標區域T和測量點P的概念圖。

Claims (9)

  1. 一種碳化矽晶圓，其特徵在於，晶圓具有基於(0001)面從0度到15度中選擇的偏角，測量點是將所述晶圓的表面以10mm以下的恆定間隔劃分的多個地點，目標區域是與圓的內部相對應的區域，該圓共享所述晶圓的中心並且半徑為所述晶圓半徑的70%，所述測量點位於所述目標區域，所述測量點的搖擺曲線具有峰和半峰寬，ω角的平均值是目標區域中測量點的峰具有的ω角的平均值，所述半峰寬是基於所述ω角的平均值的值，所述目標區域包括95%以上的測量點，其半峰寬為-1.5到1.5度。
  2. 如請求項1所述的碳化矽晶圓，其特徵在於，所述目標區域包括96%以上的測量點，其半峰寬為-1.0到1.0度。
  3. 如請求項1所述的碳化矽晶圓，其特徵在於，所述目標區域包括97%以上的測量點，其半峰寬為-0.5到0.5度。
  4. 如請求項1所述的碳化矽晶圓，其特徵在於，所述目標區域包括98%以上的測量點，其半峰寬為-0.05到0.05度。
  5. 如請求項1所述的碳化矽晶圓，其特徵在於， 所述目標區域包括5%以下的測量點，其半峰寬小於-1.5度或大於1.5度。
  6. 如請求項1所述的碳化矽晶圓，其特徵在於，所述目標區域每1cm2包含一個以上的測量點。
  7. 如請求項1所述的碳化矽晶圓，其特徵在於，所述目標區域是與圓的內部相對應的區域，該圓的半徑為所述晶圓半徑的80%。
  8. 一種碳化矽晶圓，其特徵在於，晶圓具有基於(0001)面從0度到15度中選擇的偏角，測量點是將所述晶圓的表面以10mm以下的恆定間隔劃分的多個地點，目標區域是與圓的內部相對應的區域，該圓共享所述晶圓的中心並且半徑為所述晶圓半徑的70%，所述測量點位於所述目標區域，所述測量點的搖擺曲線具有峰和半峰寬，測量點的ω角是在所述測量點的峰的ω角，第一測量點是在所述測量點的峰中具有最大ω角的點，第二測量點是在所述測量點的峰中具有最小ω角的點，在目標區域中所述第一測量點的ω角與所述第二峰的ω角之差在0.5度以內。
  9. 一種晶圓的製造方法，其特徵在於，包括：通過如下碳化矽晶錠的製造方法製備碳化矽晶錠，這些步驟包括： 準備步驟，將原料放入坩堝本體中，並且將具有碳化矽種子的坩堝蓋佈置在所述坩堝本體上，然後通過用密度為0.14至0.28g/cc的絕熱材料包裹所述坩堝來製備反應容器，其中所述絕熱材料包括抗壓強度為0.2Mpa以上的碳基氈且所述絕熱材料的厚度為20mm以上及150mm以下，及生長步驟，將所述反應容器佈置在反應腔室中，通過將所述反應容器的內部空間調整為晶體生長氣氛，以將所述原料被蒸氣傳輸而沉積在所述碳化矽種子，並且製備從所述碳化矽種子生長的碳化矽晶錠，切片步驟，通過將碳化矽晶錠切片，以使偏角具有基於(0001)面從0到15度中選擇的角度來製備切片的晶體，以及，拋光步驟，拋光切片的晶體以形成碳化矽晶圓，測量點是將所述晶圓的表面以10mm以下的恆定間隔劃分的多個地點，目標區域是與圓的內部相對應的區域，該圓共享所述晶圓的中心並且半徑為所述晶圓半徑的70%，所述測量點位於所述目標區域，所述測量點的搖擺曲線具有峰和半峰寬，ω角的平均值是目標區域中測量點的峰具有的ω角的平均值，所述半峰寬是基於所述ω角的平均值的值，測量點的ω角是在所述測量點的峰的ω角，第一測量點是在所述測量點的峰中具有最大ω角的點，第二測量點是在所述測量點的峰中具有最小ω角的點， 所述目標區域包括95%以上的測量點，其半峰寬為-1.5到1.5度，在目標區域中所述第一測量點的ω角與所述第二峰的ω角之差在0.5度以內。
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