[发明专利]一种基于PVT法生长sic的方法

说明书

本发明公开了一种基于PVT法生长sic的方法，包括以下步骤：一种基于PVT法生长sic的方法，包括：(a)在生长坩埚内部以间隔关系提供SiC籽晶和SiC源材料；(b)在生长坩埚中建立其中SiC晶体PVT生长的起始条件，所述起始条件包括：(1)生长坩埚内的合适气体，(2)生长坩埚内合适的气体总压力(3)生长坩埚中的合适温度，使SiC源材料升华并通过生长坩埚中的温度梯度输送到SiC晶种，其中升华的SiC源材料沉淀形成生长的SiC晶体；该方法的使用晶体生长具有最小化的应力，所述合成温度的范围为1800℃‑2500℃；导致缺陷减少，有效避免了晶体生长过程中螺旋位错和基面位错。

技术领域

本发明涉及SiC晶体生成技术领域，特别涉及一种基于PVT法生长sic的方法。

背景技术

碳化硅是用于开发和制造新一代SiC和GaN半导体器件的重要宽带隙材料。虽然基于GaN的器件旨在用于微波频率的操作，但是基于SiC的器件旨在实现有效的功率切换。其他应用也被设想并且正在出现。碳化硅用作晶格匹配的衬底材料，以生长SiC和GaN的外延层。为了生产低缺陷外延层和高质量器件，衬底必须具有良好的晶体质量，包括低位错密度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于PVT法生长sic的方法，以解决现有技术中SiC晶体生成方法生成晶体时容易发生螺旋位错和基面位错的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于PVT法生长sic的方法，包括以下步骤：

通过升华生长SiC单晶的最常用技术是物理气相输送(PVT)技术；

多晶SiC颗粒放置在石墨生长坩埚的底部，并且SiC晶种连接到坩埚的石墨盖或顶部，加载的坩埚被加热到1800到2500之间的生长温度。C.通过电阻加热器(电阻加热)或RF线圈12(感应加热)。在坩埚内部存在低压(1-200Torr)惰性气体如氦气或氩气的情况下，升华源材料与籽晶之间建立温差，由此源材料的温度较高比晶种。在这些条件下，源材料升华并用由携带硅和碳的挥发性分子物质(例如SiC2，Si2C和Si)组成的蒸汽填充坩埚的内部。在温度梯度的驱动下，这些物质在从升华源材料到晶种的方向上通过气相扩散。由于晶种的温度较低，产生过饱和，导致蒸汽在晶种上凝结，并且其上生长SiC单晶。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明的优选实施例一提供了一种基于PVT法生长sic的方法，包括以下步骤：

S1、多晶SiC颗粒放置在石墨生长坩埚的底部

S2、SiC晶种连接到坩埚的石墨盖或顶部，加载的坩埚被加热到2000到2400之间的生长温度。

S3、通过电阻加热器(电阻加热)或RF线圈(感应加热)。在坩埚内部存在低压(1-200Torr)惰性气体如氦气或氩气的情况下，升华源材料与籽晶之间建立温差，由此源材料的温度较高比晶种。

S4、源材料升华并用由携带硅和碳的挥发性分子物质(例如SiC2，Si2C和Si)组成的蒸汽填充坩埚的内部。

S5、在温度梯度的驱动下，这些物质在从升华源材料到晶种的方向上通过气相扩散。由于晶种的温度较低，产生过饱和，导致蒸汽在晶种上凝结，并且其上生长SiC单晶

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：该方法的使用晶体生长具有最小化的应力，导致缺陷减少，有效避免了晶体生长过程中螺旋位错和基面位错。

以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。