[go: up one dir, main page]

CN101194052B - 低基面位错块体生长的SiC晶片 - Google Patents

低基面位错块体生长的SiC晶片 Download PDF

Info

Publication number
CN101194052B
CN101194052B CN2006800202948A CN200680020294A CN101194052B CN 101194052 B CN101194052 B CN 101194052B CN 2006800202948 A CN2006800202948 A CN 2006800202948A CN 200680020294 A CN200680020294 A CN 200680020294A CN 101194052 B CN101194052 B CN 101194052B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
basal plane
area
square inch
plane dislocation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2006800202948A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101194052A (zh
Inventor
A·泊韦尔
M·布莱迪
V·F·斯维特科夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wofu Semiconductor Co ltd
Original Assignee
Cree Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=36659751&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN101194052(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Cree Inc filed Critical Cree Inc
Publication of CN101194052A publication Critical patent/CN101194052A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101194052B publication Critical patent/CN101194052B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36—Carbides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02378—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02538—Group 13/15 materials
    • H01L21/0254—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D12/00—Bipolar devices controlled by the field effect, e.g. insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
    • H10D12/01—Manufacture or treatment
    • H10D12/031—Manufacture or treatment of IGBTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01—Manufacture or treatment
    • H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/027—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of lateral single-gate IGFETs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/83—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge
    • H10D62/832—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge being Group IV materials comprising two or more elements, e.g. SiGe
    • H10D62/8325—Silicon carbide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

公开了一种高质量SiC单晶晶片。该晶片具有至少约3英寸(75mm)的直径和至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积，就4度离轴晶片而言该表面积具有小于约500cm-2的基面位错体积密度。

Description

低基面位错块体生长的SiC晶片
背景技术
本发明涉及低缺陷碳化硅晶片和它们作为半导体用前驱体的应用，以及涉及大的高质量碳化硅单晶的籽晶升华生长。
本发明涉及下面共同转让的美国专利申请公开：No.20050145164、20050022724、20050022727、20050164482、20060032434和20050126471。
近年来发现碳化硅可作为用于各种电子器件和用途的半导体材料来应用。碳化硅由于其物理强度和高的抗化学侵蚀性而特别有用。碳化硅还具有优异的电子性能，包括耐辐射性、高的击穿电场、相对宽的带隙、高的饱和电子漂移速度、高温作业、以及在光谱的蓝区、紫区和紫外区中高能光子的吸收和发射。
通常通过籽晶升华生长方法制备单晶碳化硅。在典型的碳化硅生长技术中，将籽晶和源粉末均放置在反应坩锅内，该坩锅被加热至该源的升华温度并且以在该源与边缘的较冷籽晶之间产生热梯度的方式进行加热。该热梯度促进材料由源至籽晶的气相运动，随后在籽晶上冷凝并导致块体晶体生长。该方法也被称作物理气相传输(PVT)。
在典型的碳化硅生长技术中，坩锅由石墨制成并且通过感应或电阻加热，放置有关线圈和绝缘体以建立和控制所需的热梯度。源粉末是碳化硅，碳化硅也是籽晶。坩锅垂直定向，源粉末在下部而籽晶位于顶部，籽晶通常在籽晶夹持器上；见美国专利申请第4,866,005号(以No.Re34,861重新发布)。这些源物质是现代籽晶升华生长技术的示例性描述而不是限制性描述。
虽然近年来持续降低了碳化硅块晶中结构缺陷的密度，但仍出现相对高的缺陷密度并发现难以消除，例如Nakamura等的超高质量碳化 硅单晶(Ultrahigh quality silicon carbide single crystals)，Nature，Vol.430，2004年8月26日，1009页。当在籽晶衬底的表面上存在位于晶体基面(c-面)内的位错时，这些位错可存留在随后的晶体生长中。这些缺陷可导致重大问题，该问题在于限制了在这些衬底上制成的器件的工作特性，或者在某些情况下可完全排除得到有用器件。
当前用于制备大块碳化硅单晶的籽晶升华技术，通常在碳化硅晶体的基面生长表面上产生高于所期望的缺陷密度。较高的缺陷密度可导致重大问题，该问题在于限制了在这些晶体上或由该晶体所产生的衬底上制成的器件的工作特性。例如，在一些市售的碳化硅晶片的基面中，典型的微管缺陷密度可为约100每平方厘米(cm-2)的数量级。然而，在碳化硅中形成的兆瓦器件需要约0.4cm-2数量级的无缺陷面积。因此，获得可用来制造用于高电压、高电流应用的大表面积器件的大单晶是仍然值得努力的目标。
虽然可得到低缺陷碳化硅的小样品，但碳化硅的更广泛的商业应用需要更大的样品，且尤其需要更大的晶片。通过对比，自1975年已经市售100mm(4″)硅晶片，并且在1981年可得到150mm(6″)硅晶片。砷化镓(GaAs)4″(100mm)和6″(150mm)晶片也有市售。因此，50mm(2″)和75mm(3″)SiC晶片的商业可获得性落在这些其它材料后面，并且一定程度上限制了在更宽范围的器件和应用中采用和使用SiC。
在晶体生长技术中具体缺陷的性质和描述一般很好理解。微管是可在SiC中发现的普遍缺陷，并且可在SiC晶体的籽晶升华制备过程中生长或扩展。可存在于SiC晶体中的其它缺陷包括穿透(threading)、刃型(edge)和螺型位错以及六方孔隙(hexagonalvoids)、堆垛层错和基面位错。如果这些缺陷保留在SiC晶体中，则得到的在该晶体上生长的器件会引入这些缺陷。
微管是中空心超级螺型位错，其Burgers矢量典型地沿着c-轴。提出或确定了许多产生微管的原因。这些包括过量的材料例如硅或碳内含物、外来杂质例如金属沉积物、界面缺陷以及局部位错的活动或滑动。例如见Powell等的低微管密度S i C晶片的生长(Growth of LowMicropipe Density SiC Wafers)，材料科学论坛(Material ScienceForum)，Vol s.338-340，第437-440页(2000)。
六方孔隙在晶体中是种平的六方板状孔穴，该孔穴通常具有拖曳在它们下面的中空管。一些证据显示微管与六方孔隙有关。在Kuhr等的六方孔隙和在SiC升华生长期间微管的形成(Hexagonal VoidsAnd The Formation Of Micropipes During SiC Sublimation Growth)，应用物理杂志(Journal of Applied Physics)，Volume 89，No.8，4625页(2001年4月)中提出了这种缺陷的相对较近期的讨论(示例性且非限制性)。
最近研究表明，用籽晶升华技术制得的块晶中的问题可由籽晶本身及对其进行物理处理的方式引起；例如Sanchez等的在碳化硅的物 理气相传输中热分解孔穴的形成(Formation Of ThermalDecomposition Cavities In Physical Vapor Transport Of SiliconCarbide)，电子材料杂志(Journal of Electronic Materials)，Volume 29，No.3，347页(2000)。在第347页，Sanchez使用术语“微管”来描述，“与[0001]轴平行或几乎平行的排列成行的在超级螺型位错的芯中形成的直径范围为0.1μm-5μm的近似圆筒状的孔隙”。同上，Sanchez称较大孔隙(“直径为5μm-100μm”)为“热分解孔穴”，并且认为微管和热分解孔穴产生自不同的原因。
因此，在用籽晶升华系统形成晶体中，制备具有低基面缺陷水平的更大的高质量碳化硅块体单晶仍具有不变的技术商业目的。
基面位错通常位于(0001)面内，或者与表面相交或者产生封闭的环。对于大多数应用，主要关切的是可与晶片表面相交且因此扩展到随后沉积的外延层内的基面位错的数目。当SiC晶片作为用于外延生长的衬底使用时，关键是要考虑到与晶片表面相交的位错的数目。通过进行晶片的缺陷腐蚀来测量该数目，晶片的缺陷腐蚀可显示在位错位置处的凹陷。对于这种测量，当增加偏离<0001>方向的偏切(offcut)(“离轴”)角度时，与表面相交的位错的数目可增加。目前大多数商业SiC晶体用4度的偏切角制得，然而，可使用从0到90度的任何其它角度。在给定的代表性区域中计数位错(可以直线或曲线观测到)的数目得到代表性的基面缺陷密度。
在其中衬底用作有源器件层的情况中，块体材料中的缺陷密度也是相关的，并且最合适的度量是给定体积的材料中基面位错的总线长度。这通过考虑小体积材料(例如包含在用于X射线形貌法的样品中的材料)和测量观测到的位错的总的长度来测量。然后将该长度除以样品体积以得到每cm3的基面位错总的线长度。
发明概述
在一方面，本发明是具有至少约3英寸(75mm)的直径和至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积的高质量SiC单晶晶片，所述表面积具有小于约200cm-2的基面位错密度。
在另一方面，本发明是具有至少约3英寸(75mm)的直径和至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积的SiC半导体前驱体晶片，所述表面积具有小于约100cm-2的基面位错密度。
在另一方面，本发明是一种在籽晶升华生长系统中使用具有至少约3英寸(75mm)的直径和至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积的高质量SiC单晶晶片的方法，所述表面积具有小于约100cm-2的基面位错密度。
在又一方面，本发明是在这样的SiC单晶籽晶上构建的多个功率器件，该SiC单晶籽晶具有至少约3英寸(75mm)的直径和至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积，该表面积具有小于约100cm-2的基面位错密度。
具体地，本发明包括以下方面：
(1).一种高质量SiC单晶晶片，该晶片具有至少约3英寸的直径和至少一连续平方英寸的表面积，该表面积具有小于约500cm-2的基面位错密度。
(2).根据上述(1)的高质量SiC单晶晶片，其中所述至少一连续平方英寸的表面积具有小于约100cm-2的基面位错密度。
(3).根据上述(1)的高质量SiC单晶晶片，其中所述至少一连续平方英寸的表面积具有小于约50cm-2的基面位错密度。
(4).根据上述(1)-(3)任一项的高质量SiC单晶晶片，其具有选自3C、4H、6H、2H或15R的多型。
(5).根据上述(1)-(4)任一项的高质量SiC单晶晶片，其包含在所述碳化硅晶片的所述表面上的III族氮化物外延层。
(6).根据上述(5)的高质量SiC单晶晶片，其中所述III族氮化物层选自GaN、AlGaN、AlN、AlInGaN、InN、AlInN及混合物。
(7).根据上述(4)的高质量SiC单晶晶片，其包含位于所述晶片的第一表面上的多个结型场效应晶体管。
(8).根据上述(4)的高质量SiC单晶晶片，其还包含位于所述晶片的第一表面上的多个异质场效应晶体管。
(9).根据上述(4)的高质量SiC单晶晶片，其还包含位于所述晶片的第一表面上的多个二极管。
(10).多个半导体器件前驱体，其包含：
根据上述(4)的高质量SiC单晶晶片；和
在所述晶片某些部分上的多个相应的III族氮化物外延层。
(11).根据上述(10)的多个半导体器件前驱体，其中：
所述晶片具有互相对置的相应的第一表面和第二表面；和
每个所述器件包含，
位于衬底上的外延层，所述层具有用于将外延层制成第一传导型的合适的掺杂原子的浓度，和各个源极、沟道和漏极部分；
在所述沟道部分上的金属氧化物层；和
在所述金属氧化物层上的金属栅极接触，该金属栅极接触用于在向所述金属栅极接触施加偏压时形成有源沟道。
(12).根据上述(10)的多个半导体器件前驱体，其中：
所述晶片具有互相对置的相应的第一表面和第二表面；和
每个所述器件包含：
在所述衬底上的导电沟道；
在所述导电沟道上的源极和漏极；和
在所述导电沟道上的所述源极和所述漏极之间的金属栅极接触，该金属栅极接触用于在向所述金属栅极接触施加偏压时形成有源沟道。
(13).形成高质量SiC单晶的晶片的方法，该方法包括：
形成SiC梨晶，该梨晶具有略大于3英寸的直径和至少一连续平方英寸的表面积，该表面积具有小于约500cm-2的基面位错密度，和
在偏离0001面约2-12度之间将该梨晶切成具有至少一连续平方英寸的表面积的晶片，在每一晶片上该表面积具有小于约500cm-2的基面位错密度。
(14).根据上述(13)的方法，其中形成SiC梨晶的步骤包括形成具有至少一连续平方英寸的表面积的梨晶，该表面积具有小于约100cm-2的基面位错密度。
(15).根据上述(13)的方法，其中形成SiC梨晶的步骤包括形成具有至少一连续平方英寸的表面积的梨晶，该表面积具有小于约50cm-2的基面位错密度。
(16).根据上述(13)的方法，其还包括将SiC晶片抛光。
(17).根据上(14)的方法，其中形成SiC梨晶的步骤包括单一多型SiC的籽晶升华生长，其中该单一多型SiC选自3C、4H、6H、2H和15R的多型。
附图简要描述
图1是偏移根据本发明的SiC晶片4度的x射线透射形貌像；
图2是根据本发明的半导体前驱体晶片的示意性截面视图；
图3是根据本发明的多个半导体前驱体器件的示意性截面视图；
图4是根据本发明的籽晶升华系统的示意性截面视图；
图5是根据本发明的金属氧化物半导体场效应晶体管的示意性截面视图；和
图6是根据本发明的金属半导体场效应晶体管的示意性截面视图。
发明详述
本发明涉及高质量的碳化硅晶片。具体地，本发明包含几种用于改善利用籽晶升华的这种晶片的生长的技术。
在以下描述中，基面位错密度可规定为4度离轴晶片的面密度。然而，存在的明确假设是，在材料中这种面积测量和总基面线长度之间存在直接关系。
一方面，本发明是具有至少约3英寸(75mm)的直径和至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积的高质量SiC单晶晶片，所述表面积具有小于约500cm-2、更优选小于约75cm-2和最优选小于约50cm-2的基面位错密度。该单晶碳化硅的多型优选是3C、4H、6H、2H或15R多型。
在考虑籽晶直径与厚度的比例尺寸时，无论表示成百分比、分数或比例，应当理解的是，在本发明所提供的改进方案的上下文中，这些比例在本文在此所述的较大直径籽晶的背景下具有它们的发明含义。
因此，在某些实施方案中，本文以包括晶体的绝对尺寸(通常就直径而言，优选2英寸(50mm)、3英寸(75mm)和100mm直径的单晶)的方式在相关实施方案中对本发明进行了描述和主张。当然更准确地，1英寸等于25.4mm，表示3英寸等于76.2mm。然而，在晶片领域中有时普遍的是，术语例如“3英寸”和“75mm”可互换地使用。本领域普通技术人员可认识到这种普通惯例以及用“50mm”替代“2英寸”、用“100mm”替代“4英寸”等。这些替代不意欲限制由英制单位到公制单位的转换，而是意欲表示本领域的普通用法。
图1是根据本发明形成的SiC晶片的X射线透射形貌像。该形貌像是取自3英寸(75mm)直径梨晶(boule)的晶片的0.5cm×0.5cm区域。将该晶片减薄至约80μm以在形貌像中获得较好的对比度。
图1中所示的4度偏切样品包括在0.5cm×0.5cm区域中的11基面位错(可观测到为直线或曲线)。假定所有这些可与样品表面相交，则得到44cm-2的基面缺陷密度。在计算体密度时，这些11基面位错具有0.05cm的平均长度，得到的总样品线长度是0.55cm。观察的面积是0.5cm×0.5cm，样品厚度为0.008cm，得到的样品体积是0.002cm3。因此该样品每cm-3的总线长度是275cm/cm3即275cm-2。
又一方面，本发明是具有4H多型、至少约3英寸(75mm)的直径并具有至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积的高质量SiC半导体前驱体晶片，所述表面积具有约2,000-20,000个与晶片表面相交的位错(对于4度离轴晶片)。
另一方面，如图2中所示意性表示的那样，本发明是具有4H多型、至少约3英寸(75mm)的直径和至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积的高质量碳化硅半导体前驱体晶片4，所述表面积具有小于约500cm-2的基面位错密度。该晶片另外具有位于表面上的至少一个III族氮化物层6。III族氮化物层6优选是GaN、AlGaN、AlN、AlInGaN、InN、AlInN及其组合中的一个层或多个层。
III族氮化物的生长和电子特性在本领域中一般是明了的。碳化硅衬底上的III族氮化物层是某些类型发光二极管(LED)的基本部件。在其它所需的因素中，III族元素的原子分数(例如InxGayN1-x-y)适合组合物的带隙(有限地)，从而同样适合得到的发射频率并因此适合LED的颜色。
图3是在SiC晶片9上的多个碳化硅半导体器件前驱体8的示意性图解，该晶片9具有至少约3英寸(75mm)的直径和至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积，该表面积具有约50-500cm-2的基面位错密度。该示意性图解的器件包括在晶片某些部分上的多个相应的III族氮化物外延层10。优选的III族氮化物外延层独立地选自GaN、AlGaN、AlN、AlInGaN、InN和AlInN。
另一方面，本发明是一种在籽晶升华系统中制备高质量块体碳化硅单晶的方法。在该方面，本发明包括生长具有至少约3英寸(75mm)的直径并具有至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积的SiC梨晶，所述表面积具有小于约500cm-2的基面位错密度，然后优选机械地将S i C梨晶切成晶片，其中每个晶片在至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面上具有小于约500cm-2的基面位错密度。该晶片厚度优选为约0.5mm。
可优选将SiC晶片减薄，以便为了X射线形貌法使缺陷更明显。出于计数目的优选厚度为约80μm。对晶片进行减薄以便使表面上的缺陷更明显，并且没必要将其作为籽晶升华的前驱步骤。因此通常在没有减薄的抛光籽晶上进行升华生长。
如本领域中已知的，优选在籽晶升华系统中生长SiC梨晶。在将该梨晶切成片之后，然后可依次使用这些晶片作为在碳化硅单晶的籽晶升华生长中的籽晶。
如说明书的背景技术部分所指出的，碳化硅籽晶升华生长的总体方面已基本上很好地确立多年。此外，熟悉晶体尤其是困难材料体系例如碳化硅的生长的人可认识到的是，取决于相关情况，通常能够并且会有目的地改变所给技术的细节。因此，本文中给出的描述最适合是以一般的和示意性的意义给出，应理解的是，本领域技术人员能够在本文公开内容的基础上进行本发明的改进而无需过多实验。
在描述本发明时，应理解许多技术被公开。这些技术中的每一种具有单独的益处，并且还可将每种技术与其它公开技术中的一种或多种或者在某些情况下为所有相结合使用。因此，为清楚起见，本说明书将避免重复单独步骤以非必要的方式的每一种可能的组合。然而，应这样理解来阅读本说明书和权利要求书，即这种组合全部落入本发明和权利要求的范围内。
图4是用于本发明中预期类型的籽晶升华生长的升华系统的截面示意图。在12中宽泛地指定了该系统。如在大多数典型系统中那样，系统12包括石墨接受器或坩锅14和多个感应线圈16，当施加电流通过线圈16时感应线圈16加热接受器14。作为可选方案，某些系统包含电阻加热。熟悉这些晶体生长技术的人应理解，在某些情况中还可将该系统装入例如水冷石英容器中。另外，与接受器14相通的至少一个气体入口或出口(未示出)包括在籽晶升华系统12中。然而，这种另外的附加物与本发明相关度小并且在本文中可略除以有助于使附图和说明书更清楚。另外，本领域技术人员认识到的是，本文中所描述的这种类型的碳化硅升华系统不仅可商购，而且在可能必要和合适时可以定做方式建造。因此，本领域普通技术人员可对它们进行选择或设计而无需过多实验。
接受器14通常被绝缘体18环绕，图4中说明了该绝缘体的几个部分。虽然图4说明了与尺寸和布置基本相一致的绝缘体，但本领域技术人员应理解和认识到的是，可利用绝缘体18的布置和数量来提供沿着接受器14的所需热梯度(轴向和径向两者)。此外，出于简化目的，未在本文中说明这些可能的变更。
出于清楚目的，在本文中会使用单数术语“热梯度”，但本领域技术人员应理解的是，几种梯度可按所需共存于接受器14中并且可被次归类为轴向或径向梯度或者多个等温线。
接受器14包括用于容纳碳化硅粉末源20的一个或多个部分。该粉末源20最常(虽然不仅仅)用于碳化硅的籽晶升华生长技术中。图4说明了容纳在接受器14下部的粉末源20，这是一种典型的布置。作为另一种熟悉的变化形式，一些系统将粉末源垂直地呈圆筒状布置，在该布置中，源粉末环绕接受器14内部的比图4中所说明的布置更为大的部分。可使用两种类型的设备适当地实施本文中所描述的发明。
碳化硅籽晶指定为22，并且通常放置在接受器14的上部。籽晶22优选是直径为至少约3英寸(75mm)的单晶SiC籽晶。在籽晶升华生长过程中，生长的晶体26沉积在籽晶22上。
籽晶夹持器28通常将籽晶22夹持在适当位置，籽晶夹持器28以合适的方式连接至接受器14。这可包括本领域中已知的各种布置。在图4中所示的定向中，籽晶夹持器28的上部连接至接受器14，优选石墨坩锅的最上部，以在所需的位置夹持籽晶。籽晶夹持器28优选是石墨籽晶夹持器。
在一些实施方案中，可优选在升华系统12中包括掺杂原子。将掺杂气体引入籽晶升华系统12使掺杂原子引入生长的晶体中。就掺杂剂的受主和施主能力对掺杂剂进行选择。在给定的半导体中，施主掺杂物产生n型传导而受主掺杂物产生p型传导。优选的掺杂原子包括n型和p型掺杂原子。特别优选的n型掺杂剂包括N、P、As、Sb、Bi及其混合物。特别优选的p型掺杂剂包括B、Al、Ga、In、Tl及其混合物。
在典型的升华生长技术中，使具有接受器14相应的频率的电流通过感应线圈16来加热石墨接受器14。对绝缘体18的数量和布置进行选择，以当接受器14将粉末源20加热至升华温度时在粉末源20和生长晶体26之间产生热梯度，所述升华温度典型地高于约2000℃，优选为约2100℃-约2500℃。建立热梯度以维持籽晶22的温度，此后维持生长的晶体接近但低于碳化硅源的温度，从而热动力学地促进在碳化硅升华时产生的气化物种(Si、Si2C和SiC2)首先冷凝在籽晶上并然后冷凝在生长的晶体上；例如美国专利第4,866,005号。
如果适当维持温度梯度和其它条件(压力、载气等)，则总热动力学会促进气化物种以和籽晶22相同的多型首先冷凝在籽晶22上并然后冷凝在生长的晶体26上。
在达到所需晶体尺寸之后，通过将系统温度降至低于约1900℃和将压力升至高于约400托来终止生长。
在升华生长过程完成之后可能还需要将晶体退火。可在生长温度或高于生长温度下将晶体退火大于约30分钟时间。
如背景技术中所一般性提及的，当各个器件部分的晶体质量得以改善时，电子器件的工作性能通常可得以改善。因此，本发明晶片的缺陷减少特性同样地提供了改善的器件。具体地，当在至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积上的基面位错密度降至约500cm-2或更低时，逐渐可得到更高功率、更高电流的器件。
因此，在另一方面，本发明是在低缺陷3英寸(75mm)碳化硅晶片上形成的多个场效应晶体管，所述晶片具有至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积，该表面积具有约50-500cm-2的基面位错密度。
在另一方面以及如图5中所示意性说明的，本发明是在低缺陷3英寸(75mm)碳化硅衬底44上形成的多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，该衬底44具有至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积，该表面积具有小于约500cm-2的基面位错密度，在某些情况下为约50-500cm-2，以及在某些情况下(到预期为止)为小于约50cm-2。图5说明了基本的MOSFET结构。块体单晶衬底44包括互相对置的相应的第一表面48和第二表面50。衬底上的外延层具有相应的源极52、沟道56和漏极54部分，栅极接触64通过氧化物层62控制沟道56。相应的源极和漏极接触58、60在源极和漏极部分52、54上。MOSFET的结构和工作以及MOSFET的组合和变化形式在本领域中是明了的，因此图5及其说明是示例性的而不是对所主张的发明的限制。
参考图6，另一方面，本发明是在低缺陷3英寸(75mm)碳化硅晶片上形成的多个金属半导体场效应晶体管(MOSFET)66，所述晶片具有至少一连续平方英寸(6.25cm2)的表面积，该表面积具有约50-500cm-2的基面位错密度。衬底68包括互相对置的相应的第一表面70和第二表面72。导电沟道74位于衬底68的第一表面70上。欧姆源极(Ohmi csource)76和漏极78接触位于导电沟道74上。金属栅极接触80位于导电沟道74上的源极76和漏极78之间，用以在向金属栅极接触80施加偏压时形成有源沟道。
本领域中已知的是，多于一种类型的器件可位于根据本发明的碳化硅晶片上。可包括的另外器件是结型场效应晶体管、异质场效应晶体管(hetero field effectt ransistor)、二极管和本领域中已知的其它器件。这些(和其它)器件的结构和工作在本领中是明了的，并且可使用本文中所描述和主张的衬底对其进行实施而无需过多实验。
在说明书和附图中，公开了本发明的典型实施方案。仅以普遍的和描述性意义使用具体术语，并且不是出于限制目的。本发明的范围由下面的权利要求书规定。

Claims (17)

1.一种高质量SiC单晶晶片，该晶片具有至少约3英寸的直径和至少一连续平方英寸的表面积，该表面积具有小于约500cm-2的基面位错密度。
2.根据权利要求1的高质量SiC单晶晶片，其中所述至少一连续平方英寸的表面积具有小于约100cm-2的基面位错密度。
3.根据权利要求1的高质量SiC单晶晶片，其中所述至少一连续平方英寸的表面积具有小于约50cm-2的基面位错密度。
4.根据上述权利要求任一项的高质量SiC单晶晶片，其具有选自3C、4H、6H、2H和15R的多型。
5.半导体器件前驱体晶片，其包含：根据权利要求1～4任一项的高质量SiC单晶晶片，和在所述SiC单晶晶片的所述表面上的III族氮化物外延层。
6.根据权利要求5的半导体器件前驱体晶片，其中所述III族氮化物层选自GaN、AlGaN、AlN、AlInGaN、InN、AlInN及其混合物。
7.根据权利要求5的半导体器件前驱体晶片，其包含位于所述晶片的第一表面上的多个结型场效应晶体管。
8.根据权利要求5的半导体器件前驱体晶片，其还包含位于所述晶片的第一表面上的多个异质场效应晶体管。
9.根据权利要求5的半导体器件前驱体晶片，其还包含位于所述晶片的所述表面上的多个二极管。
10.多个半导体器件前驱体，其包含：
根据权利要求4的高质量SiC单晶晶片；和
在所述晶片某些部分上的多个相应的III族氮化物外延层。
11.根据权利要求10的多个半导体器件前驱体，其中：
所述晶片具有互相对置的相应的第一表面和第二表面；和
每个所述器件包含，
位于衬底上的外延层，所述层具有用于将外延层制成第一传导型的合适的掺杂原子的浓度，和各个源极、沟道和漏极部分；
在所述沟道部分上的金属氧化物层；和
在所述金属氧化物层上的金属栅极接触，该金属栅极接触用于在向所述金属栅极接触施加偏压时形成有源沟道。
12.根据权利要求10的多个半导体器件前驱体，其中：
所述晶片具有互相对置的相应的第一表面和第二表面；和
每个所述器件包含：
在所述衬底上的导电沟道；
在所述导电沟道上的源极和漏极；和
在所述导电沟道上的所述源极和所述漏极之间的金属栅极接触，该金属栅极接触用于在向所述金属栅极接触施加偏压时形成有源沟道。
13.形成高质量SiC单晶晶片的方法，该方法包括：
使用高质量SiC单晶籽晶进行籽晶升华生长；
形成SiC梨晶，该梨晶具有略大于3英寸的直径和至少一连续平方英寸的表面积，该表面积具有小于约500cm-2的基面位错密度，和
在偏离0001面约2-12度之间将该梨晶切成晶片，其中每个晶片上至少一连续平方英寸的表面积具有小于约500cm-2的基面位错密度。
14.据权利要求13的方法，其中形成SiC梨晶的步骤包括形成具有至少一连续平方英寸的表面积的梨晶，该表面积具有小于约100cm-2的基面位错密度。
15.根据权利要求13的方法，其中形成SiC梨晶的步骤包括形成具有至少一连续平方英寸的表面积的梨晶，该表面积具有小于约50cm-2的基面位错密度。
16.根据权利要求13的方法，其还包括将SiC晶片抛光。
17.根据权利要求13的方法，其中形成的单一多型SiC选自3C、4H、6H、2H和15R的多型。
CN2006800202948A 2005-06-08 2006-04-05 低基面位错块体生长的SiC晶片 Active CN101194052B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/147,645 2005-06-08
US11/147,645 US7294324B2 (en) 2004-09-21 2005-06-08 Low basal plane dislocation bulk grown SiC wafers
PCT/US2006/012929 WO2006135476A1 (en) 2005-06-08 2006-04-05 Low basal plane dislocation bulk grown sic wafers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101194052A CN101194052A (zh) 2008-06-04
CN101194052B true CN101194052B (zh) 2012-05-30

Family

ID=36659751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800202948A Active CN101194052B (zh) 2005-06-08 2006-04-05 低基面位错块体生长的SiC晶片

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7294324B2 (zh)
EP (1) EP1888821B1 (zh)
JP (3) JP2008542181A (zh)
CN (1) CN101194052B (zh)
TW (1) TWI343423B (zh)
WO (1) WO2006135476A1 (zh)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4926556B2 (ja) * 2006-06-20 2012-05-09 新日本製鐵株式会社 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法及び炭化珪素単結晶基板
WO2008033994A1 (en) * 2006-09-14 2008-03-20 Cree, Inc. Micropipe-free silicon carbide and related method of manufacture
US8409351B2 (en) * 2007-08-08 2013-04-02 Sic Systems, Inc. Production of bulk silicon carbide with hot-filament chemical vapor deposition
JP2010087397A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素半導体装置
JP2010184833A (ja) * 2009-02-12 2010-08-26 Denso Corp 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ
CA2759852A1 (en) 2009-10-30 2011-05-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for manufacturing silicon carbide substrate and silicon carbide substrate
JPWO2011052321A1 (ja) 2009-10-30 2013-03-14 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板
US8609513B2 (en) 2010-09-16 2013-12-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
CN102534805B (zh) * 2010-12-14 2014-08-06 北京天科合达蓝光半导体有限公司 一种碳化硅晶体退火工艺
CN102560671B (zh) * 2010-12-31 2015-05-27 中国科学院物理研究所 半绝缘碳化硅单晶
US10094041B2 (en) 2011-07-04 2018-10-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha SiC single crystal and method of producing same
JP5614387B2 (ja) * 2011-08-29 2014-10-29 新日鐵住金株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法、及び炭化珪素単結晶インゴット
JP5696630B2 (ja) 2011-09-21 2015-04-08 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板およびその製造方法
JP5750363B2 (ja) * 2011-12-02 2015-07-22 株式会社豊田中央研究所 ＳｉＣ単結晶、ＳｉＣウェハ及び半導体デバイス
CN104246023B (zh) 2012-04-20 2019-02-01 贰陆股份公司 大直径高品质的SiC单晶、方法和设备
US8860040B2 (en) 2012-09-11 2014-10-14 Dow Corning Corporation High voltage power semiconductor devices on SiC
US9018639B2 (en) 2012-10-26 2015-04-28 Dow Corning Corporation Flat SiC semiconductor substrate
US9797064B2 (en) 2013-02-05 2017-10-24 Dow Corning Corporation Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a support shelf which permits thermal expansion
US9738991B2 (en) 2013-02-05 2017-08-22 Dow Corning Corporation Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a supporting shelf which permits thermal expansion
US9017804B2 (en) 2013-02-05 2015-04-28 Dow Corning Corporation Method to reduce dislocations in SiC crystal growth
JP5857986B2 (ja) * 2013-02-20 2016-02-10 株式会社デンソー 炭化珪素単結晶および炭化珪素単結晶の製造方法
JP6192948B2 (ja) * 2013-02-20 2017-09-06 株式会社豊田中央研究所 ＳｉＣ単結晶、ＳｉＣウェハ、ＳｉＣ基板、及び、ＳｉＣデバイス
US8940614B2 (en) 2013-03-15 2015-01-27 Dow Corning Corporation SiC substrate with SiC epitaxial film
US9919972B2 (en) 2013-05-02 2018-03-20 Melior Innovations, Inc. Pressed and self sintered polymer derived SiC materials, applications and devices
US9657409B2 (en) 2013-05-02 2017-05-23 Melior Innovations, Inc. High purity SiOC and SiC, methods compositions and applications
US11091370B2 (en) 2013-05-02 2021-08-17 Pallidus, Inc. Polysilocarb based silicon carbide materials, applications and devices
US10322936B2 (en) 2013-05-02 2019-06-18 Pallidus, Inc. High purity polysilocarb materials, applications and processes
JP6438951B2 (ja) * 2013-07-26 2018-12-19 トゥー‐シックス・インコーポレイテッド 超高純度炭化ケイ素の合成方法
CN105518191B (zh) * 2013-09-06 2021-05-11 Gtat公司 具有低缺陷密度的大块硅碳化物
US9279192B2 (en) 2014-07-29 2016-03-08 Dow Corning Corporation Method for manufacturing SiC wafer fit for integration with power device manufacturing technology
KR102160863B1 (ko) * 2014-09-30 2020-09-28 쇼와 덴코 가부시키가이샤 탄화규소 단결정 웨이퍼
JP6511848B2 (ja) * 2015-02-13 2019-05-15 住友電気工業株式会社 半導体装置
JP6592961B2 (ja) * 2015-05-19 2019-10-23 セイコーエプソン株式会社 炭化ケイ素基板および炭化ケイ素基板の製造方法
WO2017053518A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 The Government Of The Usa, As Represented By The Secretary Of The Navy Removal of basal plane dislocations from silicon carbide substrate surface by high temperature annealing and preserving surface morphology
JP6299827B2 (ja) * 2016-09-07 2018-03-28 住友電気工業株式会社 半導体基板
CN115594508A (zh) 2017-03-29 2023-01-13 帕里杜斯有限公司（Us） 碳化硅空间形体及形成球状体的方法
JP6832240B2 (ja) 2017-05-26 2021-02-24 昭和電工株式会社 ＳｉＣエピタキシャルウェハ及びその製造方法
JP7393900B2 (ja) * 2019-09-24 2023-12-07 一般財団法人電力中央研究所 炭化珪素単結晶ウェハ及び炭化珪素単結晶インゴットの製造方法
WO2021133626A1 (en) 2019-12-27 2021-07-01 Cree, Inc. Large diameter silicon carbide wafers
JP7628968B2 (ja) * 2020-01-24 2025-02-12 日本碍子株式会社 二軸配向ＳｉＣ複合基板及び半導体デバイス用複合基板
US12125701B2 (en) * 2020-12-15 2024-10-22 Wolfspeed, Inc. Large dimension silicon carbide single crystalline materials with reduced crystallographic stress
US12024794B2 (en) 2021-06-17 2024-07-02 Wolfspeed, Inc. Reduced optical absorption for silicon carbide crystalline materials
CN113652750B (zh) * 2021-08-18 2022-07-12 山东天岳先进科技股份有限公司 具有环形形貌的碳化硅晶体及其制备方法和制得的衬底

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5964944A (en) * 1996-03-29 1999-10-12 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Method of producing silicon carbide single crystal
US6329088B1 (en) * 1999-06-24 2001-12-11 Advanced Technology Materials, Inc. Silicon carbide epitaxial layers grown on substrates offcut towards <1{overscore (1)}00>
JP2004099340A (ja) * 2002-09-05 2004-04-02 Nippon Steel Corp 炭化珪素単結晶育成用種結晶と炭化珪素単結晶インゴット及びその製造方法
CN1554808A (zh) * 2003-12-24 2004-12-15 山东大学 一种生长具有半导体特性的大直径6H-SiC单晶的装置和方法

Family Cites Families (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL87348C (zh) 1954-03-19 1900-01-01
US2938136A (en) * 1958-08-26 1960-05-24 Gen Electric Electroluminescent lamp
US5373171A (en) * 1987-03-12 1994-12-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Thin film single crystal substrate
US4866005A (en) * 1987-10-26 1989-09-12 North Carolina State University Sublimation of silicon carbide to produce large, device quality single crystals of silicon carbide
US4865685A (en) * 1987-11-03 1989-09-12 North Carolina State University Dry etching of silicon carbide
GB8816632D0 (en) * 1988-07-13 1988-08-17 Raychem Ltd Electrical device
US5030583A (en) * 1988-12-02 1991-07-09 Advanced Technolgy Materials, Inc. Method of making single crystal semiconductor substrate articles and semiconductor device
US5006914A (en) * 1988-12-02 1991-04-09 Advanced Technology Materials, Inc. Single crystal semiconductor substrate articles and semiconductor devices comprising same
US5119540A (en) * 1990-07-24 1992-06-09 Cree Research, Inc. Apparatus for eliminating residual nitrogen contamination in epitaxial layers of silicon carbide and resulting product
US5210051A (en) * 1990-03-27 1993-05-11 Cree Research, Inc. High efficiency light emitting diodes from bipolar gallium nitride
JPH03295267A (ja) 1990-04-13 1991-12-26 Seiko Epson Corp 薄膜装置
US5311055A (en) * 1991-11-22 1994-05-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Trenched bipolar transistor structures
GB9206086D0 (en) 1992-03-20 1992-05-06 Philips Electronics Uk Ltd Manufacturing electronic devices comprising,e.g.tfts and mims
DE4323814A1 (de) * 1992-09-25 1994-03-31 Siemens Ag MIS-Feldeffekttransistor
US5709745A (en) * 1993-01-25 1998-01-20 Ohio Aerospace Institute Compound semi-conductors and controlled doping thereof
US5611955A (en) * 1993-10-18 1997-03-18 Northrop Grumman Corp. High resistivity silicon carbide substrates for high power microwave devices
US5422901A (en) * 1993-11-15 1995-06-06 Motorola, Inc. Semiconductor device with high heat conductivity
US5393993A (en) * 1993-12-13 1995-02-28 Cree Research, Inc. Buffer structure between silicon carbide and gallium nitride and resulting semiconductor devices
US5679152A (en) * 1994-01-27 1997-10-21 Advanced Technology Materials, Inc. Method of making a single crystals Ga*N article
US5523589A (en) * 1994-09-20 1996-06-04 Cree Research, Inc. Vertical geometry light emitting diode with group III nitride active layer and extended lifetime
US5563428A (en) * 1995-01-30 1996-10-08 Ek; Bruce A. Layered structure of a substrate, a dielectric layer and a single crystal layer
US5661312A (en) * 1995-03-30 1997-08-26 Motorola Silicon carbide MOSFET
US6670693B1 (en) * 1996-12-05 2003-12-30 Nathaniel R. Quick Laser synthesized wide-bandgap semiconductor electronic devices and circuits
US5718760A (en) * 1996-02-05 1998-02-17 Cree Research, Inc. Growth of colorless silicon carbide crystals
US5872415A (en) * 1996-08-16 1999-02-16 Kobe Steel Usa Inc. Microelectronic structures including semiconductor islands
US6533874B1 (en) * 1996-12-03 2003-03-18 Advanced Technology Materials, Inc. GaN-based devices using thick (Ga, Al, In)N base layers
US6150239A (en) * 1997-05-31 2000-11-21 Max Planck Society Method for the transfer of thin layers monocrystalline material onto a desirable substrate
US6201342B1 (en) * 1997-06-30 2001-03-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Automatically sharp field emission cathodes
TW358764B (en) * 1997-07-07 1999-05-21 Super Silicon Crystal Res Inst A method of double-side lapping a wafer and an apparatus therefor
JPH11233391A (ja) 1998-02-12 1999-08-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 結晶基板とそれを用いた半導体装置およびその製法
US6396864B1 (en) * 1998-03-13 2002-05-28 Jds Uniphase Corporation Thermally conductive coatings for light emitting devices
US6316793B1 (en) * 1998-06-12 2001-11-13 Cree, Inc. Nitride based transistors on semi-insulating silicon carbide substrates
WO2000004211A1 (de) * 1998-07-13 2000-01-27 Siemens Aktiengesellschaft VERFAHREN ZUR ZÜCHTUNG VON SiC-EINKRISTALLEN
JP2000174166A (ja) * 1998-10-02 2000-06-23 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体搭載パッケ―ジ
US6744800B1 (en) * 1998-12-30 2004-06-01 Xerox Corporation Method and structure for nitride based laser diode arrays on an insulating substrate
US6218680B1 (en) * 1999-05-18 2001-04-17 Cree, Inc. Semi-insulating silicon carbide without vanadium domination
US6396080B2 (en) * 1999-05-18 2002-05-28 Cree, Inc Semi-insulating silicon carbide without vanadium domination
JP3314921B2 (ja) * 1999-06-08 2002-08-19 三菱住友シリコン株式会社 半導体材料の切断・加工方法
US6448642B1 (en) * 2000-01-27 2002-09-10 William W. Bewley Pressure-bonded heat-sink system
US6586781B2 (en) * 2000-02-04 2003-07-01 Cree Lighting Company Group III nitride based FETs and HEMTs with reduced trapping and method for producing the same
AU2001239182A1 (en) * 2000-02-15 2001-08-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor component which emits radiation, and method for producing the same
US6599815B1 (en) * 2000-06-30 2003-07-29 Memc Electronic Materials, Inc. Method and apparatus for forming a silicon wafer with a denuded zone
DE10032838B4 (de) * 2000-07-06 2015-08-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlung emittierender Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
FR2817395B1 (fr) * 2000-11-27 2003-10-31 Soitec Silicon On Insulator Procede de fabrication d'un substrat notamment pour l'optique, l'electronique ou l'optoelectronique et substrat obtenu par ce procede
FR2835096B1 (fr) * 2002-01-22 2005-02-18 Procede de fabrication d'un substrat auto-porte en materiau semi-conducteur monocristallin
EP1346085B1 (en) * 2000-11-30 2011-10-12 North Carolina State University Method for producing group iii metal nitride based materials
US6548333B2 (en) * 2000-12-01 2003-04-15 Cree, Inc. Aluminum gallium nitride/gallium nitride high electron mobility transistors having a gate contact on a gallium nitride based cap segment
US6497763B2 (en) * 2001-01-19 2002-12-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electronic device with composite substrate
JP2002220299A (ja) * 2001-01-19 2002-08-09 Hoya Corp 単結晶ＳｉＣ及びその製造方法、ＳｉＣ半導体装置並びにＳｉＣ複合材料
US6956250B2 (en) * 2001-02-23 2005-10-18 Nitronex Corporation Gallium nitride materials including thermally conductive regions
US6699770B2 (en) * 2001-03-01 2004-03-02 John Tarje Torvik Method of making a hybride substrate having a thin silicon carbide membrane layer
JP4581270B2 (ja) * 2001-03-05 2010-11-17 住友電気工業株式会社 ＳｉＣ半導体のイオン注入層及びその製造方法
JP2002265296A (ja) 2001-03-09 2002-09-18 Kobe Steel Ltd ダイヤモンド薄膜及びその製造方法
US6686676B2 (en) * 2001-04-30 2004-02-03 General Electric Company UV reflectors and UV-based light sources having reduced UV radiation leakage incorporating the same
US6849882B2 (en) * 2001-05-11 2005-02-01 Cree Inc. Group-III nitride based high electron mobility transistor (HEMT) with barrier/spacer layer
US6507046B2 (en) * 2001-05-11 2003-01-14 Cree, Inc. High-resistivity silicon carbide substrate for semiconductor devices with high break down voltage
US6706114B2 (en) * 2001-05-21 2004-03-16 Cree, Inc. Methods of fabricating silicon carbide crystals
JP2003037074A (ja) 2001-07-26 2003-02-07 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
US6634770B2 (en) * 2001-08-24 2003-10-21 Densen Cao Light source using semiconductor devices mounted on a heat sink
US6849874B2 (en) * 2001-10-26 2005-02-01 Cree, Inc. Minimizing degradation of SiC bipolar semiconductor devices
US6670283B2 (en) * 2001-11-20 2003-12-30 International Business Machines Corporation Backside protection films
US7030428B2 (en) * 2001-12-03 2006-04-18 Cree, Inc. Strain balanced nitride heterojunction transistors
US7147715B2 (en) * 2003-07-28 2006-12-12 Cree, Inc. Growth of ultra-high purity silicon carbide crystals in an ambient containing hydrogen
US6814801B2 (en) * 2002-06-24 2004-11-09 Cree, Inc. Method for producing semi-insulating resistivity in high purity silicon carbide crystals
US7220313B2 (en) * 2003-07-28 2007-05-22 Cree, Inc. Reducing nitrogen content in silicon carbide crystals by sublimation growth in a hydrogen-containing ambient
AU2003241057A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-19 Cambridge Semiconductor Limited Lateral semiconductor device
US6964917B2 (en) * 2003-04-08 2005-11-15 Cree, Inc. Semi-insulating silicon carbide produced by Neutron transmutation doping
JP4277279B2 (ja) * 2004-06-09 2009-06-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置および制御方法
EP1619276B1 (en) * 2004-07-19 2017-01-11 Norstel AB Homoepitaxial growth of SiC on low off-axis SiC wafers
US7314521B2 (en) 2004-10-04 2008-01-01 Cree, Inc. Low micropipe 100 mm silicon carbide wafer
US7314520B2 (en) * 2004-10-04 2008-01-01 Cree, Inc. Low 1c screw dislocation 3 inch silicon carbide wafer
US7391058B2 (en) * 2005-06-27 2008-06-24 General Electric Company Semiconductor devices and methods of making same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5964944A (en) * 1996-03-29 1999-10-12 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Method of producing silicon carbide single crystal
US6329088B1 (en) * 1999-06-24 2001-12-11 Advanced Technology Materials, Inc. Silicon carbide epitaxial layers grown on substrates offcut towards <1{overscore (1)}00>
JP2004099340A (ja) * 2002-09-05 2004-04-02 Nippon Steel Corp 炭化珪素単結晶育成用種結晶と炭化珪素単結晶インゴット及びその製造方法
CN1554808A (zh) * 2003-12-24 2004-12-15 山东大学 一种生长具有半导体特性的大直径6H-SiC单晶的装置和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Treu等.Challenges and first results of SiC Schottky Diode Manufacturing using a 3 inch technology.《Materials Science Forum》.2004,第457-460卷981-984. *

Also Published As

Publication number Publication date
EP1888821B1 (en) 2014-11-19
US20060075958A1 (en) 2006-04-13
JP5653598B2 (ja) 2015-01-14
WO2006135476A1 (en) 2006-12-21
EP1888821A1 (en) 2008-02-20
TWI343423B (en) 2011-06-11
TW200700596A (en) 2007-01-01
JP2010006699A (ja) 2010-01-14
US7294324B2 (en) 2007-11-13
JP2008290938A (ja) 2008-12-04
CN101194052A (zh) 2008-06-04
JP2008542181A (ja) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101194052B (zh) 低基面位错块体生长的SiC晶片
CN101061262B (zh) 低1c螺旋位错3英寸碳化硅晶片
CA2581856C (en) Low micropipe 100 mm silicon carbide wafer
JP4185215B2 (ja) ＳｉＣウエハ、ＳｉＣ半導体デバイス、および、ＳｉＣウエハの製造方法
JP4442366B2 (ja) エピタキシャルＳｉＣ膜とその製造方法およびＳｉＣ半導体デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: North Carolina USA

Patentee after: Wofu Semiconductor Co.,Ltd.

Address before: North Carolina USA

Patentee before: CREE, Inc.

CP01 Change in the name or title of a patent holder