一種晶格畸變低的碳化硅晶圓及晶體的制作方法

本技術(shù)涉及一種晶格畸變低的碳化硅晶圓及晶體，屬于碳化硅生產(chǎn)加工。

背景技術(shù)：

1、碳化硅晶體的生長過程中，由于si/c比例失衡、雜質(zhì)引入及溫梯變化等易在晶體中引入多晶、多型、微管、位錯(cuò)等各類缺陷，缺陷會造成晶格畸變，更嚴(yán)重會使晶型發(fā)生轉(zhuǎn)變，如產(chǎn)生4h、6h、3c、15r等多型共生，晶格畸變通過產(chǎn)生缺陷從而釋放應(yīng)力，即在碳化硅中引入體內(nèi)應(yīng)力。該體內(nèi)應(yīng)力的存在會降低碳化硅的晶體及晶圓質(zhì)量，降低產(chǎn)品的良品率，從而限制晶圓的使用范圍。

2、另一方面，碳化硅晶圓在加工過程中，大部分通過機(jī)械加工，如激光切割、線切割等方法從晶棒中切割獲得，隨后再通過研磨、拋光等機(jī)械加工工藝進(jìn)行表面處理。因此，在晶圓加工過程中由于機(jī)械應(yīng)力會導(dǎo)致表面存在微裂紋從而引入損傷層，即在碳化硅晶圓中引入表面應(yīng)力。因此單一的碳化硅晶圓中長晶熱應(yīng)力及體內(nèi)因缺陷造成的殘余應(yīng)力，與碳化硅晶圓加工過程中引入的表面應(yīng)力冗雜在一起，上述應(yīng)力均會影響碳化硅晶圓后續(xù)的加工與使用。將其作為籽晶或襯底用于生長晶體或外延層時(shí)，碳化硅晶圓的應(yīng)力會遺傳至晶體或外延層中，從而降低下游產(chǎn)品的品質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，提供了一種晶格畸變低的碳化硅晶圓及晶體，該碳化硅晶圓的徑向綜合應(yīng)力為-30～30mpa，且晶圓的應(yīng)力分布均勻，將其作為襯底用于外延層的生長中，能夠降低晶圓與外延層的晶格失配，降低晶格畸變，從而降低外延片的應(yīng)力，提高外延片的質(zhì)量，將該外延片作為籽晶使用時(shí)，可優(yōu)化遺傳特性，能夠提高晶體的質(zhì)量，降低晶體中的殘余應(yīng)力，以得到高質(zhì)量的晶體。

2、根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種晶格畸變低的碳化硅晶圓，碳化硅晶圓的直徑為150mm以上，所述碳化硅晶圓包括第一主表面和第二主表面；

3、任意平行于所述第一主表面和/或第二主表面的水平面處，所述晶圓的徑向綜合應(yīng)力為-30～30mpa，所述徑向綜合應(yīng)力為自所述第一主表面或所述第二主表面向晶圓內(nèi)垂直延伸至1％-33％晶圓厚度的區(qū)域中檢測的應(yīng)力值。

4、該徑向綜合應(yīng)力為晶圓的徑向體內(nèi)應(yīng)力與徑向表面應(yīng)力之和，能夠反映出該晶圓完整的應(yīng)力信息，該晶圓能夠用作外延層生長用晶圓或晶體生長用籽晶，用于提高外延層或晶體的質(zhì)量。

5、優(yōu)選的，碳化硅晶圓的直徑為200mm以上。

6、由于晶圓內(nèi)部受到拉壓應(yīng)力導(dǎo)致晶面間距d發(fā)生對應(yīng)伸、縮變化，因此在使用拉曼對應(yīng)力進(jìn)行測試時(shí)，拉曼峰強(qiáng)會出現(xiàn)向低頻或高頻移動(dòng)，當(dāng)晶圓內(nèi)部受到拉應(yīng)力時(shí)，拉曼峰向低頻偏移，則得到的應(yīng)力值為正值，當(dāng)晶圓內(nèi)部受到壓應(yīng)力時(shí)，拉曼峰向高頻偏移，則得到的應(yīng)力值為負(fù)值，因此本技術(shù)中的應(yīng)力數(shù)值前的正負(fù)代表的是晶圓內(nèi)部的受力方向，數(shù)值的絕對值代表的是應(yīng)力的大小。例如第一片晶圓的徑向綜合應(yīng)力為-20mpa，而第二片晶圓的徑向綜合應(yīng)力為10mpa時(shí)，則第一片晶圓受到到的是壓應(yīng)力，第二片晶圓受到的是拉應(yīng)力，且第二片晶圓的徑向綜合應(yīng)力小于第二片晶圓的徑向綜合應(yīng)力。

7、晶圓的徑向綜合應(yīng)力中包括表面應(yīng)力，該表面應(yīng)力隨晶圓加工過程中切割、研磨和拋光等加工工藝的不同而變化，晶圓加工越精細(xì)，則晶圓的表面應(yīng)力越接近與0mpa，從而晶圓的徑向綜合應(yīng)力越小。

8、優(yōu)選的，所述晶圓的徑向綜合應(yīng)力為-15～20mpa，

9、可選地，所述晶圓具有中心區(qū)域和圍繞所述中心區(qū)域的環(huán)形區(qū)域，所述環(huán)形區(qū)域自晶圓邊緣向內(nèi)延伸的寬度為5～30mm，所述環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力大于所述中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力；

10、優(yōu)選的，任意平行于所述第一主表面和/或第二主表面的水平面處，所述中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力為-15-5mpa，所述環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力為5.2-20mpa。

11、更優(yōu)選的，任意平行于所述第一主表面和/或第二主表面的水平面處，所述中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力為-14.5-5mpa。

12、根據(jù)上述中心區(qū)域和環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力值可知，中心區(qū)域存在壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，環(huán)形區(qū)域主要為拉應(yīng)力，中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力和環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力越接近，證明該晶圓的徑向綜合應(yīng)力分布越均勻，可視作一個(gè)應(yīng)力分布均勻體。

13、可選地，任意平行于所述第一主表面和/或第二主表面的水平面處，s1代表所述中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力絕對值平均值，s2代表所述環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力絕對值平均值，1.159≤s2/s1≤4.984。該s2/s1的比值代表環(huán)形區(qū)域與中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力的差異性，通過該比值可知，環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力大于中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力，且該比值越接近于1，證明環(huán)形區(qū)域與中心區(qū)域的差異性越小，則晶圓在徑向上綜合應(yīng)力分布越均勻。

14、環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力大于中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力，則環(huán)形區(qū)域自晶圓邊緣向內(nèi)延伸的寬度越小，證明中心區(qū)域的面積越大，則晶圓的徑向綜合應(yīng)力越小。若環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力過大，實(shí)際使用中可將環(huán)形區(qū)域的部分晶體切除，僅保留中心區(qū)域的晶體，從而獲得更高質(zhì)量的晶圓。

15、可選地，任意平行于所述第一主表面和/或第二主表面的水平面處，smax1記為中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力最大值，smin1記為中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力最小值，△s1＝smax1-smin1，smax2記為環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力最大值，smin2記為環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力最小值，△s2＝smax2-smin2，△s1＜△s2。

16、由于中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力為-15-5mpa，所述環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力為5.2-20mpa，上述徑向綜合應(yīng)力最大值是指徑向綜合應(yīng)力的真實(shí)數(shù)值，區(qū)分壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，例如任意平行于所述第一主表面和/或第二主表面的水平面處，中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力為-10-2mpa，則徑向綜合應(yīng)力的最大值為2mpa，徑向綜合應(yīng)力的最小值為-10mpa，△s1即為12mpa，該△s1和△s2代表了微觀上晶圓徑向的晶面間距之間的變化程度，上述△s1和△s2越小，則證明徑向晶面間距變化越小。

17、優(yōu)選的，0mpa≤△s1≤10mpa，0mpa≤△s2≤12mpa。

18、優(yōu)選的，0.4mpa≤△s1≤9.7mpa，1.2mpa≤△s2≤11.8mpa。

19、可選地，自所述第一主表面的任意一點(diǎn)垂直向所述晶圓內(nèi)延伸進(jìn)行軸向測試，所述中心區(qū)域的軸向綜合應(yīng)力為-5-5mpa，所述環(huán)形區(qū)域的軸向綜合應(yīng)力為-10-10mpa，所述軸向綜合應(yīng)力為自所述第一主表面或所述第二主表面向晶圓內(nèi)垂直延伸至1％-33％晶圓厚度的區(qū)域中檢測的應(yīng)力值。

20、可選地，自所述第一主表面的任意一點(diǎn)垂直向所述晶圓內(nèi)延伸進(jìn)行軸向測試，smax3記為中心區(qū)域的軸向綜合應(yīng)力最大值，smin3記為中心區(qū)域的軸向綜合應(yīng)力最小值，△s3＝smax3-smin3，smax4記為環(huán)形區(qū)域的軸向綜合應(yīng)力最大值，smin4記為環(huán)形區(qū)域的軸向綜合應(yīng)力最小值，△s4＝smax4-smin4，△s3＜△s4。

21、該軸向綜合應(yīng)力為晶圓的軸向體內(nèi)應(yīng)力與軸向表面應(yīng)力之和，本技術(shù)中的軸向綜合應(yīng)力及徑向綜合應(yīng)力均是自所述第一主表面或所述第二主表面向晶圓內(nèi)垂直延伸至1％-33％晶圓厚度的區(qū)域中檢測的應(yīng)力值，該區(qū)域的具體范圍依賴于晶圓的加工狀態(tài)，實(shí)際測試中當(dāng)拉曼激光同時(shí)位于晶圓的表面損傷層、損傷應(yīng)力延伸層和中間層中測定的數(shù)值即為綜合應(yīng)力值。

22、上述軸向綜合應(yīng)力最大值與軸向綜合應(yīng)力最小值的含義與徑向綜合應(yīng)力最大值和徑向綜合應(yīng)力最小值的含義相同，在軸向上區(qū)分壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，例如任意軸線上，中心區(qū)域的軸向綜合應(yīng)力為-5-1mpa，則軸向綜合應(yīng)力的最大值為1mpa，軸向綜合應(yīng)力的最小值為-5mpa，△s3即為6mpa，該△s3和△s4代表了微觀上晶圓軸向的晶面間距之間的變化程度，上述△s3和△s4越小，則證明晶圓在軸向的晶面間距變化越小。

23、優(yōu)選的，0mpa≤△s3≤7mpa，0mpa≤△s4≤10mpa。

24、更優(yōu)選的，0mpa≤△s4≤9.9mpa。

25、可選地，所述晶圓的彎曲度為-100μm～100μm，優(yōu)選為-50μm～50μm，更優(yōu)選為-20μm～20μm，更優(yōu)選為-10μm～10μm。

26、可選地，所述第一主表面和/或第二主表面相對于{0001}面的偏角為4°以下；

27、可選地，所述晶圓的晶型為2h-sic、4h-sic、6h-sic、3c-sic、15r-sic中的一種，優(yōu)選為4h-sic。

28、可選地，所述晶圓為半絕緣型晶圓或?qū)щ娦途A。

29、可選地，所述中心區(qū)域的局部厚度偏差為0.1-2μm，優(yōu)選為0.1-1.3μm，所述環(huán)形區(qū)域的局部厚度偏差為0.1-2μm，優(yōu)選為0.3-2μm。

30、可選地，所述綜合應(yīng)力是采用下述步驟測定得到的值：

31、(1)計(jì)算得到峰位偏移量與應(yīng)力轉(zhuǎn)化系數(shù)；

32、(2)采用拉曼對晶圓進(jìn)行測試，拉曼光斑同時(shí)位于晶圓的表層和中間層中，所述表層為自晶圓的表面向內(nèi)延伸至不超過30％晶圓厚度的區(qū)域，得到峰位值和峰位偏移量，根據(jù)峰位偏移量和步驟(1)中峰位偏移量與應(yīng)力轉(zhuǎn)化系數(shù)計(jì)算晶圓的綜合應(yīng)力，計(jì)算得到所述晶圓的徑向綜合應(yīng)力為-30～30mpa；

33、優(yōu)選的，步驟(2)之前還包括采用拉曼對晶圓進(jìn)行軸向測試的步驟，以確定晶圓表層深度，所述表層包括表面損傷層和損傷應(yīng)力延伸層，拉曼光斑同時(shí)位于所述表面損傷層、損傷應(yīng)力延伸層和中間層中。

34、可選地，以晶圓表面為零點(diǎn)，所述軸向測試的測試范圍為自晶圓內(nèi)-150μm～-30μm處至晶圓表面上方。

35、可選地，步驟(2)的所述拉曼測試中，拉曼光斑的中心點(diǎn)位于損傷應(yīng)力延伸層的交界處或內(nèi)部，該損傷應(yīng)力延伸層的交界處包括損傷應(yīng)力延伸層與與表面損傷層或中間層交界處；或拉曼光斑的中心點(diǎn)位于損傷應(yīng)力延伸層的內(nèi)部。

36、優(yōu)選的，拉曼激光光斑的中心點(diǎn)位于損傷應(yīng)力延伸層和晶圓內(nèi)部的交界處。

37、可選地，所述峰位偏移量與應(yīng)力轉(zhuǎn)化系數(shù)的計(jì)算步驟為：

38、測試并計(jì)算晶圓不同位置處的晶面間距dx和晶面間距差△d，采用胡克定律或應(yīng)力應(yīng)變公式計(jì)算得到不同位置處的應(yīng)力值；

39、采用拉曼測試晶圓的峰位值，計(jì)算不同位置處的峰位偏移量，所述峰位偏移量與應(yīng)力值的比值即為峰位偏移量與應(yīng)力轉(zhuǎn)化系數(shù)。

40、可選地，采用xrd衍射儀、同步輻射測試儀、白光測試儀、中子衍射儀、掃描電鏡、透射電鏡中的任意一種或多種對晶圓測試，得到晶圓不同位置處的晶面間距dx，并計(jì)算晶面間距差△d。

41、可選地，步驟(2)之前還包括對晶圓表面進(jìn)行彎曲度測試的步驟，根據(jù)所述晶圓的彎曲度，步驟(2)中對晶圓的表層及內(nèi)部進(jìn)行等間距聚焦的拉曼測試，所述等間距聚焦測試為控制每個(gè)測試點(diǎn)處拉曼激光光斑與襯底表面的距離相等，擬合后得到所述峰位值和峰位偏移量。該步驟(2)測試后擬合先得到峰位值，此峰位值與標(biāo)準(zhǔn)峰進(jìn)行對比計(jì)算，即得到峰位偏移量。

42、可選地，所述擬合采用函數(shù)包括gaussian、lorentz、gausslor、agauss、aloren和agausslor。

43、根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)方面，提供了一種晶格畸變低的碳化硅晶體，所述晶體的厚度為不小于1mm，所述晶體的直徑為150mm以上；

44、所述晶體包括上表面和下表面，所述晶體具有貫穿所述上表面和下表面的外周區(qū)域和中間區(qū)域，所述外周區(qū)域自晶體邊緣向內(nèi)延伸的寬度為5～30mm，自所述上表面至所述下表面的任意水平面處，所述外周區(qū)域的應(yīng)力大于所述中間區(qū)域的應(yīng)力。

45、優(yōu)選的，所述晶體的直徑為200mm以上。

46、優(yōu)選的，自所述上表面至所述下表面的任意水平面處，所述外周區(qū)域的徑向應(yīng)力為5.2-20mpa，所述中間區(qū)域的徑向應(yīng)力為-15-5mpa。

47、更優(yōu)選的，自所述上表面至所述下表面的任意水平面處，所述外周區(qū)域的徑向應(yīng)力為5.2-19.6mpa，所述中間區(qū)域的徑向應(yīng)力為-14.7-5mpa。

48、可選地，自所述晶體的上表面任意一點(diǎn)向下延伸進(jìn)行軸向測試，所述外周區(qū)域的軸向應(yīng)力為-10-10mpa，所述中間區(qū)域的軸向應(yīng)力為-5-5mpa。

49、優(yōu)選的，自所述晶體的上表面任意一點(diǎn)向下延伸進(jìn)行軸向測試，所述外周區(qū)域的軸向應(yīng)力為-9.3-9.1mpa，所述中間區(qū)域的軸向應(yīng)力為-4.3-4.9mpa。

50、可選地，任意平行于所述上表面和/或下表面的平面處，s3代表所述中間區(qū)域中徑向應(yīng)力絕對值最大值，s4代表所述外周區(qū)域中徑向應(yīng)力絕對值最大值，-8mpa≤s4-s3≤10mpa，優(yōu)選的，-7.5mpa≤s4-s3≤9.9mpa；

51、優(yōu)選的，任意平行于所述上表面和/或下表面的平面處，smax5記為中間區(qū)域中徑向應(yīng)力最大值，smin5代表所述中間區(qū)域中徑向應(yīng)力最小值，△s5＝smax5-smin5，smax6記為外周區(qū)域中徑向應(yīng)力最大值，smin6記為外周區(qū)域中徑向應(yīng)力最小值，△s6＝smax6-smin6，△s5＜△s6。

52、上述徑向應(yīng)力最大值是指徑向應(yīng)力的真實(shí)數(shù)值，區(qū)分壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，例如任意平行于所述上表面和/或下表面的水平面處，中間區(qū)域的徑向應(yīng)力為-8-2mpa，則徑向應(yīng)力的最大值為2mpa，徑向應(yīng)力的最小值為-8mpa，△s5即為10mpa，該△s5和△s6代表了微觀上晶體徑向的晶面間距之間的變化程度，上述△s5和△s6越小，則證明晶體在徑向上晶面間距變化越小。

53、更優(yōu)選的，0mpa≤△s5≤8mpa，0mpa≤△s6≤10mpa。

54、更優(yōu)選的，0mpa≤△s5≤7.7mpa，0mpa≤△s6≤9.8mpa。

55、可選地，自所述上表面的任意一點(diǎn)垂直向所述晶體內(nèi)延伸進(jìn)行軸向測試，s5代表所述中間區(qū)域中軸向應(yīng)力絕對值最大值，s6代表所述外周區(qū)域中軸向應(yīng)力絕對值最大值，-5mpa≤s6-s5≤5mpa；該差值代表了外周區(qū)域與中間區(qū)域的差異性，該差值越小，則證明晶體在徑向上分布越均勻。

56、優(yōu)選的，-4.2mpa≤s6-s5≤4.7mpa。

57、優(yōu)選的，自所述上表面的任意一點(diǎn)垂直向所述晶體內(nèi)延伸進(jìn)行軸向測試，smax7記為中間區(qū)域中軸向應(yīng)力最大值，smin7記為中間區(qū)域中軸向應(yīng)力最小值，△s7＝smax7-smin7，smax8記為外周區(qū)域中軸向應(yīng)力最大值，smin8記為外周區(qū)域中軸向應(yīng)力最小值，△s8＝smax8-smin8，△s7＜△s8；

58、更優(yōu)選的，0mpa≤△s7≤7mpa，0mpa≤△s8≤10mpa。

59、更優(yōu)選的，0.2mpa≤△s7≤7mpa，0.3mpa≤△s8≤9.2mpa。

60、上述軸向應(yīng)力最大值與軸向應(yīng)力最小值的含義與徑向應(yīng)力最大值和徑向應(yīng)力最小值的含義相同，在軸向上區(qū)分壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，例如任意軸線上，中心區(qū)域的軸向綜合應(yīng)力為-5-1mpa，則軸向綜合應(yīng)力的最大值為1mpa，徑向綜合應(yīng)力的最小值為-5mpa，△s7即為6mpa，該△s7和△s8代表了微觀上晶體軸向的晶面間距之間的變化程度，上述△s7和△s8越小，則證明晶體在軸向的晶面間距變化越小。

61、優(yōu)選的，所述環(huán)形區(qū)域自晶圓邊緣向內(nèi)延伸的寬度為5～15mm。

62、上述應(yīng)力值包括絕對應(yīng)力和相對應(yīng)力，絕對應(yīng)力能夠反映襯底與無缺陷的完美sic晶體差異，用以確定sic襯底應(yīng)力水平。但由于當(dāng)今技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)完美無sic襯底，因此通過相對應(yīng)力可以判斷襯底面內(nèi)相對的應(yīng)力分布。

63、例如，當(dāng)襯底的絕對應(yīng)力較大，相對應(yīng)力較小，說明面內(nèi)缺陷較多，但應(yīng)力分布均勻，晶體質(zhì)量較差，且在襯底的各個(gè)區(qū)域均勻性質(zhì)量較差；若絕對應(yīng)力較小，相對應(yīng)力較大，則整體襯底質(zhì)量較好，但局部存在異常質(zhì)量偏差。

64、本技術(shù)中絕對應(yīng)力的基準(zhǔn)值是根據(jù)sic完美晶格參數(shù)得到的標(biāo)準(zhǔn)拉曼峰位計(jì)算所得基準(zhǔn)應(yīng)力，標(biāo)記為0；相對應(yīng)力是以在整個(gè)測試平面上取一個(gè)基準(zhǔn)值，每個(gè)測試點(diǎn)的數(shù)值與基準(zhǔn)值進(jìn)行相關(guān)數(shù)值運(yùn)算得到該測試點(diǎn)的相對應(yīng)力值，該基準(zhǔn)值包含但不限于為整個(gè)測試平面所有應(yīng)力值的中位數(shù)、平均數(shù)、眾數(shù)或其他統(tǒng)計(jì)函數(shù)計(jì)算所得結(jié)果中的任意一個(gè)。

65、根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)方面，提供了一種碳化硅單晶晶體的制備方法，包括下述步驟：

66、(1)向石墨坩堝中加入碳化硅粉料；

67、(2)將爐體內(nèi)真空抽至10-6mbar以下，然后通入高純惰性氣體至300-500mbar，重復(fù)此過程2-3次，最終將爐體內(nèi)真空抽至10-6mbar以下；

68、(3)向爐體內(nèi)通入高純惰性氣體，1-3h內(nèi)將壓力升至10-100mbar，持續(xù)通入高純惰性氣體并保持壓力不變；

69、(4)長晶階段：在保持壓力不變的情況下，3-5h內(nèi)將爐體內(nèi)溫度升至單晶生長溫度2200k-2800k，生長時(shí)間為30-150h；

70、(5)單晶生長結(jié)束，打開爐體，取出石墨坩堝即可得到碳化硅單晶晶體。

71、可選地，所述石墨坩堝上包覆有tac涂層，所述tac涂層沉積在所述石墨基材表面，所述tac涂層中均勻分布有貫穿型通孔，所述貫穿型通孔的密度為160-310個(gè)/mm2。

72、此tac涂層中含有貫穿型通孔，能夠在提高碳化硅原料氣氛的傳輸速率的同時(shí)，提高晶體生長中溫場的均勻性，從而提高晶體的生長速率并降低晶體的體內(nèi)應(yīng)力，得到一種高質(zhì)量且應(yīng)力分布均勻的碳化硅晶體。

73、可選地，所述貫穿型通孔的孔徑為2-7μm，優(yōu)選為2.3-6.1μm。該孔徑既能夠提高碳化硅原料氣氛的傳輸速率，不會降低對石墨基材的保護(hù)性能，并且避免晶體在熱場中受石墨基材熱膨脹擠壓產(chǎn)生邊緣應(yīng)力，進(jìn)一步降低晶體中的應(yīng)力。

74、可選地，所述tac涂層的厚度為30-400μm，所述tac涂層中的tac晶粒按堆垛錯(cuò)排方式進(jìn)行排列，所述tac晶粒的尺寸為15-50μm。所述tac涂層中的tac晶粒沿[200]與[220]方向取向生長。該tac晶粒的生長方向可提高tac涂層的耐溫性和耐熱化學(xué)侵蝕性，從而減少石墨基材對晶體生長環(huán)境的干擾，提高晶體環(huán)境的穩(wěn)定性。

75、本技術(shù)的有益效果包括但不限于：

76、1.碳化硅晶圓的徑向綜合應(yīng)力為-30～30mpa，且徑向綜合應(yīng)力分布均勻，可將其作為襯底用于制作外延片或者將其作為籽晶用于生長晶體，能夠優(yōu)化遺傳特性，降低因遺傳引入的應(yīng)力，從而提高外延片或晶體的質(zhì)量，獲得高質(zhì)量且低應(yīng)力的外延片或晶體。

77、2.根據(jù)晶圓在中心區(qū)域和環(huán)形區(qū)域的應(yīng)力值，可知中心區(qū)域存在壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，環(huán)形區(qū)域主要為拉應(yīng)力，中心區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力和環(huán)形區(qū)域的徑向綜合應(yīng)力越接近，證明該晶圓的徑向綜合應(yīng)力分布越均勻。

78、3.本技術(shù)的晶圓的軸向綜合應(yīng)力小于徑向綜合應(yīng)力，證明該晶圓的軸向差異性小，根據(jù)上述對晶圓徑向和軸向上的綜合應(yīng)力的分析，可得知晶圓在微觀上的晶面間距變化，從而起到一定的反饋?zhàn)饔茫詫w生長的各工序參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而制備得到高質(zhì)量的晶圓。

79、4.本技術(shù)利用在坩堝表面上形成的具有貫穿型通孔的tac涂層，能夠保證晶體生長中原料氣氛傳輸?shù)耐瑫r(shí)使得提高溫場的均勻性，從而降低碳化硅晶圓中的體內(nèi)應(yīng)力，并避免晶體在熱場中受石墨基材熱膨脹擠壓產(chǎn)生邊緣應(yīng)力，即可降低晶圓環(huán)形區(qū)域的應(yīng)力。

80、5.根據(jù)本技術(shù)制備碳化硅單晶的方法，能夠控制碳化硅單晶中生長中的溫度梯度及坩堝中溫度的均勻性，從而降低晶體內(nèi)部殘余的熱應(yīng)力，并且通過本技術(shù)的定量測試方法，檢測出的綜合應(yīng)力還包括晶圓中存在晶格畸變尚未通過以缺陷進(jìn)行釋放的應(yīng)力，提高體內(nèi)應(yīng)力的檢測準(zhǔn)確度。