[发明专利]分步生长弱磁性Fe-V共掺杂SiC晶体的方法

权利要求书

1.一种分步生长弱铁磁性Fe-V共掺杂碳化硅晶体的方法，其特征在于，包括：

（1）将高纯SiC晶体块、Fe粉和V粉混合后置于坩埚底部作为晶料，并在所述晶料表面平铺一层碳化硅粉体，再以6H-SiC晶片作为籽晶，采用物理气相运输法开始晶体生长，得到过量Fe-V共掺杂SiC晶体，所述Fe粉和V粉的加入量＞Fe和V在SiC晶体中室温下的固溶度，以晶料和碳化硅粉体的总质量为100wt%，所述Fe粉和V粉的总含量≥0.1%；所述晶体生长的参数包括：生长温度2000～2200℃；生长时间≥30小时；生长气氛为惰性气氛，纯度≥99.999%，气压为100～1000Pa；

（2）将所得过量Fe-V共掺杂SiC晶体切块处理后置于坩埚底部，以6H-SiC晶片作为籽晶，采用物理气相运输法开始二次生长，得到所述弱铁磁性Fe-V共掺杂碳化硅晶体，所述二次生长的参数包括：生长温度2000～2200℃；生长时间≥60小时；生长气氛为惰性气氛，气压为1000～3000Pa。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高纯SiC晶体块的制备方法包括：将碳化硅粉体置于坩埚中，以6H-SiC晶片作为籽晶，在惰性气氛中、2200～2400℃下生长≥60小时，得到高纯SiC晶体，去掉边缘部分并切块，得到高纯SiC晶体块。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述惰性气氛为Ar气，纯度≥99.999%，气体压强为1000～3000Pa。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳化硅粉体的制备过程包括：将碳化硅原料置于坩埚中，在于惰性气氛中、1000～1300℃下预处理≥3小时后得到。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述惰性气氛为Ar气，纯度≥99.999%，气体压强为1000～1300Pa。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以晶料和碳化硅粉体的总质量为100wt%，所述Fe粉和V粉的总含量为0.5～5wt%。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述Fe粉和V粉的质量比为1：（1.0～1.5）。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以晶料和碳化硅粉体的总质量为100wt%，所述碳化硅粉体的含量≤5%。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气氛为Ar气，纯度≥99.999%。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述坩埚为石墨坩埚。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述石墨坩埚的材料纯度≥99.999%。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将石墨坩埚在2000～2500℃下高温预处理。

13.一种根据权利要求1-12中任一项所述的方法制备的弱铁磁性Fe-V共掺杂碳化硅晶体。