[发明专利]一种碳化硅晶体及其制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，包括：

将坩埚主体内的原料升华后经包括至少一个螺旋隔板组件形成的螺旋气流通道气相传输至籽晶表面进行长晶，制得碳化硅晶体；

所述长晶的步骤包括：

第一长晶阶段：将包括坩埚主体、螺旋隔板组件和籽晶的坩埚组件静止，控制长晶条件将升华原料在第一温度和第一压力下长成稳定晶体生长界面；

第二长晶阶段：降低压力至第二压力下，转动坩埚组件，其转动方向与至少一个螺旋隔板组件的螺旋方向相反，长晶结束后，即制得所述的碳化硅晶体。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述螺旋隔板组件包括设置在原料区的原料区螺旋隔板。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原料区螺旋隔板的螺旋方向为顺时针或逆时针。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述坩埚组件的转动方向与原料区螺旋隔板的螺旋方向相反。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述螺旋隔板组件还包括设置在气相传输区的气相传输区螺旋隔板。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述气相传输区螺旋隔板与原料区螺旋隔板的螺旋方向相反和/或；

所述螺旋隔板与所述坩埚主体充分接触和/或；

所述坩埚组件还包括包围所述坩埚主体的绝热材料。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一温度为1950-2150℃。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一压力为10-100mbar。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二压力不高于10^-4mbar。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第二压力不高于10^-5mbar。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第二压力不高于10^-6mbar。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一长晶阶段的时间为5-10h，所述第二长晶阶段的时间为30-100h。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述坩埚组件的转速为10-200转/h。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述长晶包括下述步骤：

(1)将填放碳化硅粉料、原料区螺旋隔板、传输区螺旋隔板及籽晶的高纯石墨坩埚组件置于单晶生长炉体内并密封，其中，原料高度略高于原料区螺旋隔板；

(2)将炉体内真空抽至10^-6mbar以下，然后通入高纯惰性气体至300-500mbar，重复此过程2-3次，最终将炉体内真空抽至10^-6mbar以下；

(3)向炉体内通入高纯惰性气体，1-3h内将压力升至10-100mbar，持续通入高纯惰性气体并保持压力不变；

(4)第一长晶阶段：在保持压力不变的情况下，3-5h内将炉体内温度升至单晶生长温度1950-2150℃，生长时间为5-10h；

(5)第二长晶阶段：保持生长温度不变，将炉体内压力在3-5h内降至真空10^-4mbar以下并保持不变，同时定向转动坩埚组件，旋转方向与至少一个螺旋隔板组件的螺旋方向相反，转速为10-200转/h，同时坩埚垂直方向上位置不变，生长时间为30-100h；

(6)单晶生长结束，打开炉体，取出石墨坩埚组件，即制得低缺陷密度的碳化硅单晶。

15.一种碳化硅晶体，其特征在于，所述碳化硅晶体选自权利要求1-14中任一项所述的方法制备的碳化硅晶体。