[发明专利]碳化硅晶锭及其制造方法和用于制造碳化硅晶锭的系统

说明书

本发明涉及碳化硅晶锭及其制造方法和用于制造碳化硅晶锭的系统，其中，在碳化硅晶锭的制造过程中，在正式生长晶锭的步骤下，通过将加热单元以规定速度移动，以根据晶锭的生长改变反应容器内部的温度分布。

技术领域

本发明涉及一种碳化硅晶锭及其制造方法和用于制造碳化硅晶锭的系统。

背景技术

由于碳化硅具有优异的耐热性和机械强度，并且在物理和化学上稳定，因此作为半导体材料受到关注。近来，作为用于高功率器件等的基板，对碳化硅单晶基板的需求正在增加。

作为碳化硅单晶的制备方法，有液相外延法(Liquid Phase Epitaxy，LPE)、化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)、物理气相传输法(Physical VaporTransport，PVT)等。其中，在物理气相传输法中，将碳化硅原料放入坩埚内部，将由碳化硅单晶形成的籽晶放置在坩埚上端，然后通过感应加热方式加热坩埚以升华原料，从而在籽晶上生长碳化硅单晶。

物理气相传输法由于具有高生长率，可以制备晶锭形式的碳化硅，因此最广泛使用。但是，在坩埚的感应加热期间，坩埚内部的温度分布根据温度梯度条件、加热单元的相对位置以及坩埚的上部和下部之间的温度差而改变，因此可能影响所制造的碳化硅晶锭的质量。

因此，为了改善碳化硅晶锭的晶体质量并确保制造晶锭的可再现性，需要充分考虑在生长步骤中可能影响坩埚内部温度分布的因素。

上述背景技术是发明人为本发明的推导而拥有的技术信息或在推导过程中获取的技术信息，从而不一定是在申请本发明之前向公众公开的已知技术。

作为相关的现有技术，有在韩国公开专利公报第10-2013-0124023号公开的“大直径单晶生长装置及使用其的生长方法”。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种碳化硅晶锭的制造方法及用于制造碳化硅晶锭的系统，在碳化硅晶锭的制造过程中，在正式生长晶锭的步骤中，通过将加热单元以规定速度移动，以根据晶锭的生长改变反应容器内部的温度分布。

本发明的目的在于，提供一种碳化硅晶锭的制造方法，该方法使碳化硅晶锭的中央和边缘之间的高度偏差最小化并且改善晶体质量。

为了达到上述目的，一实施例的碳化硅晶锭的制造方法，包括：准备步骤，将放置碳化硅原料和籽晶的反应容器的内部空间调节为高真空气氛，进行步骤，将惰性气体注入所述内部空间，并通过围绕所述反应容器的加热单元升温，以升华所述碳化硅原料，从而在籽晶上诱导碳化硅晶锭生长，及冷却步骤，将所述内部空间的温度冷却至室温；所述进行步骤包括移动所述加热单元的过程；所述加热单元移动以使以所述籽晶为基准的相对位置以0.1mm/hr至0.48mm/hr的速度远离所述籽晶。

在一实施例中，所述进行步骤依次包括前生长过程和生长过程；所述前生长过程依次包括：第一过程，将所述准备步骤中的高真空气氛更改为惰性气氛，第二过程，利用所述加热单元来提高所述内部空间的温度，及第三过程，降低所述内部空间的压力以达到生长压力，并升温以使所述内部空间的温度变为生长温度；所述生长过程是将所述内部空间维持在所述生长温度和所述生长压力并诱导所述晶锭生长的过程，所述加热单元的移动可以在生长过程中执行。

在一实施例中，最大加热区域是在所述内部空间中对应于加热单元的中央的位置的区域，所述最大加热区域的温度可以为2100℃至2500℃。

在一实施例中，所述内部空间具有副加热区域，所述副加热区域的温度是比最大加热区域的温度低110℃至160℃的温度，所述加热单元可以移动以维持所述副加热区域的温度。

在一实施例中，温度差是所述内部空间的上部温度和所述内部空间的下部温度之间的差异，在所述第一过程中所述温度差可以为40℃至60℃。

在一实施例中，所述加热单元的总移动距离可以为10mm以上。