[发明专利]一种碳化硅单晶生长方法

权利要求书

1.一种碳化硅单晶生长方法，所述方法包括将原料置于碳化硅单晶生长装置中，加热使得原料升华形成碳化硅单晶的步骤，其特征在于：

所述碳化硅单晶生长装置中设置有用于调节原料区内温场分布的Si元素补充装置，在所述Si元素补充装置中装有Si与SiC的混合物或Si粉，所述Si元素补充装置设置于原料的内部，在Si元素补充装置上设有若干通孔；所述Si元素补充装置为钽材料坩埚或镀钽石墨材料坩埚；

在晶体生长过程中，Si与SiC的混合物或Si粉可穿过通孔为碳化硅单晶的生长补充Si元素；

所述碳化硅单晶生长装置，包括：生长腔，所述生长腔用于放置原料，并提供原料受热升华的场所，所述生长腔分为放置原料的原料部和供原料升华结晶的气相部；所述生长腔中设置若干Si元素补充装置，所述Si元素补充装置设在原料部，所述Si元素补充装置与生长腔的内壁隔离设置；

所述Si元素补充装置设置在原料部的底部中间区域或靠近生长腔侧壁的区域；

在单晶生长装置中，Si粉与SiC粉的质量比为1％～4％。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶生长方法，其特征在于：Si粉与SiC粉的质量比为1.8％～3.1％。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶生长方法，其特征在于：放入碳化硅原料中的Si元素补充装置数量为5-9个。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶的生长方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、在碳化硅单晶生长装置内装入碳化硅原料和籽晶，在碳化硅原料中埋入若干Si元素补充装置，Si元素补充装置中装有Si粉或Si粉与SiC粉的混合物，将碳化硅单晶生长装置固定于热源上，通入保护气体；

S2、加热碳化硅单晶生长装置，温度升至第一温度，气体压力维持在第一压力；

S3、将碳化硅单晶生长装置内的压力逐步降低至第二压力，同时将炉温逐步提升至第二温度；

S4、生长结束后，在第一时间范围内将压力缓慢提升至第三压力，同时保持温度的稳定；

S5、最后将压力快速提升至一个大气压，同时将温度自然冷却至室温，晶体生长结束。

5.根据权利要求4所述的一种碳化硅单晶生长方法，其特征在于：保护气为氩气、氖气或氦气的其中一种或两种以上任意比例的混合物。

6.根据权利要求4所述的一种碳化硅单晶生长方法，其特征在于：S2中第一温度为1400-1800℃，第一压力为700-900mbar；S3中第二温度为2000-2500℃，第二压力为5-50mbar；S4中第一时间范围为20-50h，第三压力为50-100mbar。

7.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶生长方法，其特征在于：所述Si元素补充装置包括容器本体和容器盖。

8.根据权利要求7所述的一种碳化硅单晶生长方法，其特征在于：在容器盖上设有若干通孔。