[发明专利]一种高结晶质量碳化硅单晶片及其制备方法

说明书

本发明提供了一种碳化硅单晶片，所述碳化硅单晶片的原子面向C面弯曲，Si面原子面的弯曲度大于C面原子面的弯曲度。本发明提供了一种(0001)原子面向C面弯曲，且Si面原子面弯曲度大于C面原子面弯曲度的碳化硅单晶片，以本发明提供的SiC单晶片为衬底进行Si面外延，高温时，原子面都向铺平方向形变，且Si面变形量大于C面变形量，外延结束降温之后，衬底原子面倾向于恢复初始的形状，于是Si面原子面与外延层具有相反的拉伸方向，在一定程度上缓解了外延片向上凸的程度，大大降低了由于外延后面型不合格的比例。本发明还提供了一种碳化硅单晶片的制备方法。

技术领域

本发明涉及碳化硅技术领域，尤其涉及一种高结晶质量碳化硅单晶片及其制备方法。

背景技术

对于碳化硅单晶片面型，长期以来业内主要关注的是其物理面的面型，主要通过激光干涉原理得到晶片的局部厚度变化(LTV)、总厚度变化(TTV)、弯曲度(Bow)、翘曲度(Warp)等物理面型的参数信息。而根据外延台阶流式的生长原理，原子面的弯曲情况直接影响沉积原子流动的走向，进而影响外延层的质量以及外延片的弯曲情况。同时，主表面原子面（0001）面的弯曲走向也直接影响了晶片内应力的方向，进而影响外延后晶片的面型变化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高结晶质量碳化硅单晶片及其制备方法，本发明提供的高结晶质量碳化硅单晶片具有较好的面型。

本发明提供了一种碳化硅单晶片，所述碳化硅单晶片的主面原子面向C面弯曲，Si面原子面的弯曲度大于C面原子面的弯曲度。

优选的，所述Si面原子面的弯曲度与C面原子面的弯曲度相差≤30秒。

优选的，所述Si面原子面的弯曲度与C面原子面的弯曲度相差≤10秒。

优选的，所述主面原子面为（0001）原子面。

优选的，所述原子面的弯曲度≤30分。

优选的，所述原子面的弯曲度≤10分。

优选的，所述碳化硅单晶片的直径为2~12英寸。

优选的，所述碳化硅单晶片的晶型为4H或6H。

本发明提供了一种上述技术方案所述的碳化硅单晶片的制备方法，包括：

4H碳化硅单晶，生长过程中始终保持生长界面中心向边缘温度逐渐升高，且随着生长进行，二者温差逐渐减小；或

6H碳化硅单晶，生长过程中始终保持生长界面中心向边缘温度逐渐降低，且随着生长进行，二者温差逐渐增大。

优选的，所述的碳化硅单晶片制备方法，包括：

使用4H碳化硅单晶片作为籽晶，以其C面作为生长面进行晶体生长，构建保温结构，使得在整个生长过程中，始终保持生长界面中心向边缘温度逐渐升高，且在生长初期生长界面靠近最高温区域，随着生长的进行，生长界面向远离最高温区域的方向移动，使得生长界面中心区域与边缘区域的温差逐渐减小；或

使用6H碳化硅单晶片作为籽晶，以其Si面作为生长面进行晶体生长，构建保温结构，使得在整个生长过程中，始终保持生长界面中心向边缘温度逐渐降低，且在生长初期生长界面远离最高温区域，随着生长的进行，生长界面向靠近最高温区域的方向移动，使得生长界面中心区域与边缘区域的温差逐渐增大。

优选的，所述生长过程中生长界面以均匀的速度或加速度向远离最高温区域的方向移动。

优选的，所述生长界面向远离最高温区域的方向移动的方法还包括但不限于：

通过提拉生长坩埚、降低加热线圈、降低生长压力或降低加热功率中的一种或几种，使生长过程中的高温线向远离生长界面的方向移动。