Defects control in SiC single crystals

SiC 단결정내의 결함 억제

Substrates, SiC raw materials and graphite crucibles were purified for growing the high quality 6H-SiC single crystal ingot. Especially, XRD data of raw materials were analyzed before and after purification. We have grown 6H-SiC single crystal ingot up to 33 mm in diameter and 11 mm in length and SiC wafer for using the substrate and observing the internal defects was about 33 mm in diameter and 0.5 mm in thickness. Utilizing optical microscpe and Raman spectroscopy, internal defects density and crystallinity of the SiC wafer obtained by purification processes before crystal growth were measured. As a result, micropipe density and planar defect density were 100/$\textrm{cm}^2$ and 30/$\textrm{cm}^2$ respectively. Therefore, high quality 6H-SiC single crystal could be grown because internal defects density of 6H-SiC single crystal ingot was decreased by the purification processes before crystal growth.

고품질의 6H-SiC 단결정을 성장하기 위하여 기판, 원료 및 성장에 사용되는 도가니에 대한 고순도 처리공정을 통하여 고순도화하여 결정성장을 시행하였다. 특히, 원료에 대해서는 순화처리전후의 XRD 분석을 행하여 고순도화된 원료의 상태를 확인하였다. 성장된 6H-SiC 단결정의 크기는 직경이 33mm, 길이는 11mm이었고, 기판으로의 사용 및 내부결함에 대한 관찰을 위하여 결정을 절단 및 연마하여 직경 33mm, 두께 0.5mm인 wafer를 제작하였으며, 광학현미경 및 Raman 분석을 이용하여 순화공정을 통해 제작된 wafer의 내부결함밀도 및 결정성을 측정하였다. 분석결과, micropipe 및 planar defect의 밀도는 각각 100개/$\textrm{cm}^2$, 30개/$\textrm{cm}^2$으로 순화처리를 통한 내부결함의 감소로 인해 고품질의 6H-SiC 단결정의 성장이 가능하였다