[发明专利]碳化硅单晶、碳化硅单晶晶片、碳化硅单晶外延晶片、电子器件

说明书

本发明提供一种碳化硅单晶，其中，存在位错线(21)贯通c面、同时巴尔格矢量(bv)至少具有c轴方向的成分的贯通位错(20)。贯通位错中，巴尔格矢量与位错线的朝向所形成的角度(θ1)大于0°且在40°以内的贯通位错的密度为300个/cm²以下，角度大于40°的贯通位错的密度为30个/cm²以下。

本申请基于2015年8月31日提出的日本专利申请第2015-170814号，在此引用其记载内容。

技术领域

本公开涉及碳化硅(以下称为SiC)单晶、SiC单晶晶片、SiC单晶外延晶片、电子器件。

背景技术

作为高品质的SiC单晶，有专利文献1所述的SiC单晶。关于该专利文献1的SiC单晶，只采用巴尔格矢量将螺旋位错区分为应变大的位错和应变小的位错，以应变大的位错的密度降低作为主要条件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-159351号公报

发明内容

可是，本发明者研究了器件特性和贯通位错的关系，结果得知：在SiC单晶中存在的贯通位错中，具有巴尔格矢量的朝向与位错线的朝向所形成的角度大的位错。如果该角度大的位错大量存在于SiC单晶中，则器件特性显著恶化。

本公开的目的在于，提供能够改善器件特性的高品质的SiC单晶、SiC单晶晶片、SiC单晶外延晶片。此外，本公开的另一目的在于，提供改善了器件特性的电子器件。

在本公开的第一方案涉及的碳化硅单晶中，存在位错线贯通c面、同时巴尔格矢量至少具有c轴方向的成分的贯通位错。贯通位错中，巴尔格矢量与位错线的朝向所形成的角度大于0°且在40°以内的贯通位错的密度为300个/cm²以下，角度大于40°的贯通位错的密度为30个/cm²以下。

这样，通过在电子器件中使用因巴尔格矢量与位错线的朝向所形成的角度大而使得应变大的贯通位错的密度低的碳化硅单晶，可改善器件特性。所以，由此可提供高品质的碳化硅单晶。

在本公开的第二方案涉及的碳化硅单晶晶片中，存在位错线贯通c面、同时巴尔格矢量至少具有c轴方向的成分的贯通位错。贯通位错中，巴尔格矢量与位错线的朝向所形成的角度大于0°且在40°以内的贯通位错的密度为300个/cm²以下，角度大于40°的贯通位错的密度为30个/cm²以下。

如此，通过使用应变大的贯通位错的密度低的碳化硅单晶晶片制造电子器件，能够改善器件特性。所以，由此可提供高品质的碳化硅单晶晶片。

本公开的第三方案涉及的碳化硅单晶外延晶片具备碳化硅单晶基板和形成在碳化硅单晶基板上的外延生长层。碳化硅单晶基板及外延生长层中，存在位错线贯通c面、同时巴尔格矢量至少具有c轴方向的成分的贯通位错。贯通位错中，巴尔格矢量与位错线的朝向所形成的角度大于0°且在40°以内的贯通位错的密度为300个/cm²以下，角度大于40°的贯通位错的密度为30个/cm²以下。

如此，通过使用应变大的贯通位错的密度低的碳化硅单晶外延晶片制造电子器件，能够改善器件特性。所以，由此可提供高品质的碳化硅单晶外延晶片。

本公开的第四方案涉及的电子器件中，具备存在位错线贯通c面、同时巴尔格矢量至少具有c轴方向的成分的贯通位错的碳化硅单晶基板。关于碳化硅单晶基板，在贯通位错中，巴尔格矢量与位错线的朝向所形成的角度大于0°且在40°以内的贯通位错的密度为300个/cm²以下，角度大于40°的贯通位错的密度为30个/cm²以下。