[发明专利]一种无色莫桑石的制备方法

说明书

本发明公开了一种无色莫桑石的制备方法，包括：将高纯半绝缘碳化硅晶片放入坩埚，装炉并设置生长参数，通过加热所述坩埚，所述高纯半绝缘晶片升华而在坩埚顶部进行再结晶，冷却出炉得到无色莫桑石。其中所述生长参数为：温度在2000~2300℃，压力在1~700 Torr。成功解决了原料氮含量掺杂、莫桑石颜色灰黄、不合格碳化硅晶片再利用的问题。提高了碳化硅不合格晶片利用率，并获得无色莫桑石。

技术领域

本发明涉及莫桑石生产技术领域，具体涉及一种无色莫桑石的制备方法。

背景技术

莫桑石，化学成分碳化硅。因外观与天然钻石极为相似，价格便宜，受到广泛关注。目前市场上大部分莫桑石为人工合成。

现有技术，莫桑石在人工合成过程中，通常采用碳化硅粉料，或者碳粉和硅粉作为原料，采用物理气相传输法进行合成生长。(1)原料纯度及杂质。即便高纯粉料也有B、Al、Vr、N等杂质；(2)工艺过程掺杂。由于原料呈颗粒状，粒径不一，堆积在生长坩埚中间隙较多。装炉过程中会有杂质渗入，如空气，其中含有大量的氮气。并且在莫桑石生长的抽气过程中，难以完全去除。最终，杂质掺杂到莫桑石晶体里，影响莫桑石的质量及成色。例如氮原子作为浅施主掺杂物，导致莫桑石颜色偏灰黄。若要避免氮掺杂，去除粉料中的氮原子，需要加提纯装置或工艺，既增加了成本又加大了时间。

因此，采用传统方法制备的莫桑石颜色级别低、良率低，无法完全满足市场需求。

如何避免掺杂、工艺简化地制备无色莫桑石，并提高良率，是本技术领域急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种无色莫桑石的制备方法，解决了掺杂多、工艺繁琐、无色莫桑石制备难、良率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种无色莫桑石的制备方法，所述方法包括：采用高纯半绝缘碳化硅晶片作为原料制备莫桑石，具体为：将高纯半绝缘碳化硅晶片放入坩埚，装炉并设置生长参数，通过加热所述坩埚，所述高纯半绝缘晶片升华而在坩埚顶部进行再结晶，冷却出炉得到无色莫桑石。

进一步，所述高纯半绝缘碳化硅晶片的晶型包括4H-SiC、6H-SiC。

进一步，所述晶片包括整片、小片、裂片、碎片。

进一步，所述晶片尺寸为1～12英寸。

进一步，所述坩埚材质包括石墨、碳化钽、镀碳化钽层的石墨。

进一步，所述生长参数为：温度在2000～2300℃，压力在1～700Torr。

进一步，所述坩埚顶部包括无籽晶坩埚盖，或有籽晶的坩埚盖。

进一步，所述籽晶为碳化硅晶片。

进一步，所述籽晶为碳化硅晶片晶型包括4H-SiC、6H-SiC。

进一步，所述籽晶为碳化硅晶片导电类型包括N型导电、高纯半绝缘。

本发明具有以下有益技术效果：

本发明采用高纯半绝缘碳化硅晶片作为原料制备莫桑石，(1)原料无纯度、掺杂问题；(2)工艺过程中，碳化硅晶片经过高洁清洗，整片作原材料时不存在抽气不完全的问题；碎片作原料时之间的间隙远小于颗粒状粉料，降低了氮掺杂。因此，该制备高质量无色莫桑石的方法，简单、便捷、良率高。

附图说明

图1是制备的高质量无色莫桑石；

图2是加工后的无色莫桑宝石。

具体实施方式