[发明专利]一种高均匀性、高产率半绝缘碳化硅衬底的制备方法

权利要求书

1.一种半绝缘碳化硅衬底的制备方法，包括用单晶生长炉采用升华法进行晶体生长，步骤如下：

（1）将纯度不低于5N的高纯碳化硅粉料作为源材料盛放在石墨坩埚内，将籽晶固定在籽晶座上，密封后放入生长室，生长前采用真空条件去除氧、水有害物质；

（2）生长室真空度控制在1×10^-6～1×10^-8mbar，温场条件是坩埚内籽晶处的温度最低，生长方向上有较大梯度的温场分布。晶体生长表面的径向等温线的分布近似平行，中心最低，边缘最高，

（3）碳化硅源粉末加热升华，生长碳化硅单晶，生长40-200h，根据剩余料损耗情况确定最高温区域和次高温区域：剩余的碳化硅源料为不规则形状，直径变化最大处为高温区域，次之为次高温区域；

（4）在高温区与次高温区各放置盛有掺杂剂的石墨坩埚；

（5）将源材料消耗部分再次填满纯度不低于5N的高纯碳化硅粉料，继续进行生长，直至源材料消耗完毕；

（6）取出制得的晶体，进行切割、抛光，得半绝缘碳化硅晶片。

2.如权利要求1或2所述的半绝缘碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，所述掺杂剂为钒的化合物或者其他可以影响电学性质的掺杂剂。

3.如权利要求1所述的半绝缘碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述小石墨坩埚内盛有的掺杂剂是钒的化化物、或者钛的化化物。

4.如权利要求1所述的半绝缘碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，以生长前初始加入的碳化硅源材料的重量计，掺杂剂的总量为0.01-5wt%。

5.如权利要求1或4所述的半绝缘碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，所述掺杂剂的总量为0.02-0.75wt%初始碳化硅源材料的重量。

6.如权利要求1所述的半绝缘碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，高温区与次高温区的掺杂剂的用量比为2-10:1质量比。

7.如权利要求1或6所述的半绝缘碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，高温区与次高温区的掺杂剂的用量比为5-8:1质量比。

8.如权利要求1所述的半绝缘碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，盛有掺杂剂的石墨坩埚在高温区与次高温区以剩余的碳化硅源料为轴心对称放置。

9.如权利要求1所述的半绝缘碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，所述的碳化硅为4H-SiC、6H-SiC、3C-SiC或15R-SiC。