碳化硅单晶片、晶体及制备方法、半导体器件与流程

技术特征：
1.一种碳化硅单晶片，其特征在于，所述碳化硅单晶片的表面为其法线方向与c向夹角范围为0度-8度的表面，包括端点值；所述碳化硅单晶片上的聚集位错密度小于300个/cm2；其中，所述聚集位错为经过熔融koh腐蚀后，在所述碳化硅晶片表面显露出腐蚀坑，任意两个所述腐蚀坑的几何中心之间的距离小于80微米的位错聚集。2.根据权利要求1所述的碳化硅单晶片，其特征在于，所述聚集位错为聚集螺位错；所述碳化硅单晶片的表面为其法线方向与c向夹角范围为0度-8度，包括端点值；所述碳化硅单晶片上的聚集螺位错密度为小于20个/cm2；其中，所述聚集螺位错为经过熔融koh腐蚀后，在所述碳化硅晶片表面显露出对应螺位错的腐蚀坑，任意两个所述对应螺位错的腐蚀坑的几何中心之间的距离小于80微米的位错聚集。3.根据权利要求2所述的碳化硅单晶片，其特征在于，所述聚集位错为聚集螺位错；所述碳化硅单晶片的表面为其法线方向与c向夹角范围为0度-8度，包括端点值；所述碳化硅单晶片上的聚集螺位错密度为小于5个/cm2；其中，所述聚集螺位错为经过熔融koh腐蚀后，在所述碳化硅晶片表面显露出对应螺位错的腐蚀坑，任意两个所述对应螺位错的腐蚀坑的几何中心之间的距离小于60微米的位错聚集。4.根据权利要求1所述的碳化硅单晶片，其特征在于，所述聚集位错为聚集基平面位错；所述碳化硅单晶片的表面为其法线方向与c向夹角范围为2度-8度，包括端点值；所述碳化硅单晶片上的聚集基平面位错密度为小于50个/cm2；其中，所述聚集基平面位错为经过熔融koh腐蚀后，在所述碳化硅晶片表面显露出对应基平面位错的腐蚀坑，任意两个所述对应基平面位错的腐蚀坑的几何中心之间的距离小于40微米的位错聚集。5.根据权利要求1所述的碳化硅单晶片，其特征在于，所述聚集位错为聚集刃位错；所述碳化硅单晶片的表面为其法线方向与c向夹角范围为0度-8度，包括端点值；所述碳化硅单晶片上的聚集刃位错密度为小于200个/cm2；其中，所述聚集刃位错为经过熔融koh腐蚀后，在所述碳化硅晶片表面显露出腐蚀坑，任意两个所述腐蚀坑的几何中心之间的距离小于60微米的位错聚集。6.根据权利要求1所述的碳化硅单晶片，其特征在于，所述聚集位错为聚集复合位错；所述碳化硅单晶片的表面为其法线方向与c向夹角范围为2度-8度，包括端点值；所述碳化硅单晶片上的聚集复合位错密度为小于50个/cm2；其中，所述聚集复合位错为经过熔融koh腐蚀后，在所述碳化硅晶片表面显露出腐蚀坑，任意两个不同类型位错腐蚀坑的几何中心之间的距离小于60微米的位错聚集。7.一种碳化硅晶体制备方法，其特征在于，包括：对装好碳化硅原料的坩埚加盖无籽晶的石墨盖进行预处理；提供籽晶，所述籽晶的聚集位错密度范围为小于200个/cm2；将预处理的石墨盖更换为含所述籽晶的石墨盖，将其安装至预处理后的坩埚内；生长碳化硅晶体；
原位退火。8.根据权利要求7所述的碳化硅晶体制备方法，其特征在于，所述籽晶的聚集螺位错密度范围为小于10个/cm2。9.根据权利要求7所述的碳化硅晶体制备方法，其特征在于，所述对装好碳化硅原料的坩埚加盖无籽晶的石墨盖进行预处理，具体包括：设置坩埚温度范围为2000℃～2200℃，压力小于10pa，并采用真空泵持续抽气；预处理时长1小时-10小时。10.根据权利要求7所述的碳化硅晶体制备方法，其特征在于，所述生长碳化硅晶体，具体包括：使用含聚集位错密度范围为小于200个/cm2籽晶的石墨盖，控制生长温度范围在2200℃到2300℃，压力范围在50pa到4000pa，，温度波动小于2℃，压力波动小于0.2pa的生长条件生长碳化硅晶体。11.根据权利要求7所述的碳化硅晶体制备方法，其特征在于，所述原位退火，具体包括：将温度升高至比所述生长高50℃-200℃的温度，压力大于20000pa，进行退火10小时-100小时。12.一种碳化硅晶体，其特征在于，采用权利要求7-11任意一项所述的制备方法制备形成。13.一种碳化硅单晶片制备方法，其特征在于，包括：提供碳化硅晶体，所述碳化硅晶体为权利要求12所述的碳化硅晶体；切割所述碳化硅晶体，研磨并抛光，得到碳化硅单晶片。14.一种半导体器件，其特征在于，采用权利要求1-6任意一项所述的碳化硅单晶片制作形成。

技术总结
本发明提供一种碳化硅单晶片及其制备方法、碳化硅晶体及其制备方法、半导体器件，所述碳化硅单晶片表面为其法线方向与c向夹角为0度-8度之间的表面，且该碳化硅单晶片上的聚集位错小于300个/cm2，所述聚集位错是指经过熔融KOH腐蚀后，得到的腐蚀坑中，任意两个腐蚀坑的几何中心之间的距离小于80微米的位错聚集情况。即使在位错密度相对较高的情况下，聚集位错密度也较小，从而提高了碳化硅基器件的良率。率。率。


技术研发人员：刘春俊 娄艳芳 彭同华 王波 赵宁 郭钰 杨建 张平 邹宇 杨帆
受保护的技术使用者：北京天科合达新材料有限公司 新疆天科合达蓝光半导体有限公司 江苏天科合达半导体有限公司
技术研发日：2020.11.25
技术公布日：2022/5/31