下限的1X 1014个/cm3 以下（以下，也表示为1X 1〇14个/cm3)，铬密度为1X 1017个/cm3。
[0095] 晶种基板与生长晶体的氮密度差为5. 8 X 1018个/cm 3,关于硼密度差和铬密度差， 基于测定下限值进行计算，硼密度差为8 X 1017个/cm3,铬密度差为1 X 1017个/cm 3。
[0096] (实施例2)
[0097] 使用除了具有IX 104个/cm 2的穿透位错密度和4. 8X10 18个/cm 3的氮密度以外 与实施例1同样的晶种基板，除了将Si-c溶液24的表面处的温度设为1900°C、不添加氮化 物以外，通过与实施例1相同的方法使晶体生长，回收生长的SiC晶体。
[0098] 与实施例1同样地进行生长晶体的穿透位错密度的测定以及氮密度、硼密度和铬 密度的测定。得到的生长晶体具有12_的直径和2. 6_的厚度，生长晶体为SiC单晶，不 包含杂晶。另外，生长晶体的穿透位错密度为1X 1〇4个/cm2,与晶种基板的穿透位错密度 相等。另外，生长晶体的氮密度为8. 3 X 1018个/cm3,硼密度为作为测定下限的1 X 1014个/ cm3以下，铬密度为6 X 10 17个/cm3。
[0099] 晶种基板与生长晶体的氮密度差为3. 5 X 1018个/cm 3,关于硼密度差和铬密度差， 基于测定下限值进行计算，硼密度差为8 X 1017个/cm3,铬密度差为6 X 1017个/cm 3。
[0100] (比较例1)
[0101] 使用除了具有1 χ 1〇4个/cm2的穿透位错密度和4. 7 X 10 18个/cm3的氮密度以外 与实施例1同样的晶种基板，除了作为掺杂剂原料的氮化物，以将包含氮化物的Si-c溶液 的全体量作为基准的氮原子换算量计，添加0. 07原子％的Cr2N粉末（三津和化学药品制， 3N)以外，通过与实施例1相同的方法使晶体生长，回收生长的SiC晶体。
[0102] 与实施例1同样地进行生长晶体的穿透位错密度的测定以及氮密度、硼密度和铬 密度的测定。得到的生长晶体具有12_的直径和3. 5_的厚度，生长晶体为SiC单晶，不 包含杂晶。另外，生长晶体的穿透位错密度为IX 1〇5个/cm2,相对于晶种基板的穿透位错密 度，大一个数量级。另外，生长晶体的氮密度为1. 4X 1019个/cm3,硼密度为测定下限IX 1014 个/cm3以下，络密度为IX 10 17个/cm3。
[0103] 晶种基板与生长晶体的氮密度差为9. 3 X 1018个/cm 3,关于硼密度差和铬密度差， 基于测定下限值进行计算，硼密度差为8 X 1017个/cm3,铬密度差为1 X 1017个/cm 3。
[0104] (比较例2)
[0105] 使用除了具有IX 104个/cm 2的穿透位错密度和4. 8X10 18个/cm 3的氮密度以外 与实施例1同样的晶种基板，除了作为掺杂剂原料的氮化物，以将包含氮化物的Si-c溶液 的全体量作为基准的氮原子换算量计，添加0. 03原子％的Cr2N粉末（三津和化学药品制， 3N)以外，通过与实施例1相同的方法使晶体生长，回收生长的SiC晶体。
[0106] 与实施例1同样地进行生长晶体的穿透位错密度的测定以及氮密度、硼密度和铬 密度的测定。得到的生长晶体具有12_的直径和3. 5_的厚度，生长晶体为SiC单晶，不 包含杂晶。图3示出了刻蚀面的显微镜照片。生长晶体的穿透位错密度为1X105个/cm 2， 相对于晶种基板的穿透位错密度大一个数量级。另外，生长晶体的氮密度为1. 1X1019个/ cm3,硼密度为测定下限IX 1014个/cm 3以下，铬密度为IX 10 17个/cm 3。
[0107] 晶种基板与生长晶体的氮密度差为6. 2 X 1018个/cm3,关于硼密度差和铬密度差， 基于测定下限值进行计算，硼密度差为8 X 1017个/cm3,铬密度差为1 X 1017个/cm 3。
[0108] (比较例3)
[0109] 使用除了具有IX 104个/cm 2的穿透位错密度和1. 5X 10 19个/cm 3的氮密度以外 与实施例1同样的晶种基板，除了将Si-C溶液24的表面处的温度设为1900°C、作为掺杂 剂原料的氮化物，以将包含氮化物的Si-C溶液的全体量作为基准的氮原子换算量计，添加 0. 1原子％的Cr2N粉末（三津和化学药品制，3N)以外，通过与实施例1相同的方法使晶体 生长，回收生长的SiC晶体。
[0110] 与实施例1同样地进行生长晶体的穿透位错密度的测定以及氮密度、硼密度和铬 密度的测定。得到的生长晶体具有12_的直径和2. 6_的厚度，生长晶体为SiC单晶，不 包含杂晶。另外，生长晶体的穿透位错密度为IX 1〇5个/cm2,相对于晶种基板的穿透位错密 度大一个数量级。另外，生长晶体的氮密度为1. 7 X 1019个/cm3,硼密度为测定下限1 X 1014 个/cm3以下，铬密度为6X10 17个/cm 3。
[0111] 晶种基板与生长晶体的氮密度差为2. Ο X 1018个/cm 3,关于硼密度差和铬密度差， 基于测定下限值进行计算，硼密度差为8 X 1017个/cm3,铬密度差为6 X 1016个/cm 3。
[0112] 将晶种基板的穿透位错密度、氮密度、硼密度和铬密度示于表1，将生长晶体的穿 透位错密度、氮密度、硼密度和铬密度示于表2,将晶种基板与生长晶体的穿透位错密度差、 氮密度差、硼密度差和铬密度示于表3。
[0113] 表1晶种基板的穿透位错密度、氮密度、硼密度和铬密度
[0114]
[0115] 表2生长晶体的穿透位错密度、氮密度、硼密度和铬密度
[0116]
[0117] 表3晶种基板与生长晶体的穿透位错密度差、氮密度差、硼密度差和铬密度差
[0118]
[0119] 图4示出了表示晶种基板和生长晶体的氮密度差与生长晶体的穿透位错密度的 关系的图。
【主权项】
1. SiC单晶的制造方法，其为使用具有从内部向表面温度降低的温度梯度的Si-c溶 液，使Sic单晶自SiC晶种基板生长的SiC单晶的制造方法，其包括： 所述Si-c溶液包含Si和Cr， 将所述晶种基板中的硼密度Bs与所述生长的SiC单晶中的硼密度B g的硼密度差B S-Bg 设为IX ?ο17个/cm3以上， 将所述晶种基板中的铬密度Crs与所述生长的SiC单晶中的铬密度Crg的铬密度差 Crg-Crs设为1 X 10 16个/cm 3以上，并且 将所述晶种基板的氮密度Ns与所述生长的SiC单晶的氮密度Ng的氮密度差Ng-N s设为 3. 5 X 1018个 /cm 3~5. 8 X 10 18个 /cm 3。2. 权利要求1所述的SiC单晶的制造方法，其中，包括：将所述硼密度差B S-Bg设为 8父1017个/〇113以上。3. 权利要求1或2所述的SiC单晶的制造方法，其中，包括：将所述铬密度差Cr g-Crs 设为6 X 1016个/cm3以上。4. 权利要求1至3任一项所述的SiC单晶的制造方法，其中，所述晶种基板是通过升华 法生长而成的。5. 权利要求1至4任一项所述的SiC单晶的制造方法，其中，所述Si-C溶液以原子组 成百分比计具有Si/Cr = 50~80/20~50的组成。6. 权利要求1至5任一项所述的SiC单晶的制造方法，其中，所述Si-C溶液具有 1800~2200 °C的表面温度。
【专利摘要】本发明涉及SiC单晶的制造方法。本发明提供了一种不形成缓冲层且穿透位错密度小的SiC单晶的制造方法。SiC单晶的制造方法，其为使用具有从内部向表面温度降低的温度梯度的Si-C溶液，使SiC单晶自SiC晶种基板生长的SiC单晶的制造方法，其包括：所述Si-C溶液包含Si和Cr，将所述晶种基板中的硼密度Bs与所述生长的SiC单晶中的硼密度Bg的硼密度差Bs-Bg设为1×1017个/cm3以上，将所述晶种基板中的铬密度Crs与所述生长的SiC单晶中的铬密度Crg的铬密度差Crg-Crs设为1×1016个/cm3以上，并且将所述晶种基板的氮密度Ns与所述生长的SiC单晶的氮密度Ng的氮密度差Ng-Ns设为3.5×1018个/cm3～5.8×1018个/cm3。
【IPC分类】C30B29/36, C30B11/00
【公开号】CN105568362
【申请号】CN201510718196
【发明人】旦野克典
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年10月29日
【公告号】DE102015118504A1, US20160122901