[发明专利]一种富氮碳化硅粉料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种富氮碳化硅粉料，其特征在于，所述富氮碳化硅粉料中氮含量为1.0×10¹⁸～1.0×10²⁰atoms/cm³。

2.根据权利要求1所述的富氮碳化硅粉料，其特征在于，所述富氮碳化硅粉料中氮含量为5.0×10¹⁸～5.0×10¹⁹atoms/cm³；

优选的，所述富氮碳化硅粉料中氮含量为1.0×10¹⁹～2.0×10¹⁹atoms/cm³。

3.根据权利要求1所述的富氮碳化硅粉料，其特征在于，所述富氮碳化硅粉料的粒径为10～200μm；

优选的，所述富氮碳化硅粉料的粒径为50～100μm。

4.权利要求1～3任一项所述的富氮碳化硅粉料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将碳化硅粉置于坩埚中，然后将坩埚置于加热炉内，所述加热炉的底部设置有氮气进气孔；

(2)通过氮气进气孔向加热炉内通入氮气，控制加热炉内的压力为5～20kPa，在温度1500～2000℃下氮化处理10～30h，即制得所述富氮碳化硅粉料。

5.根据权利要求4所述的富氮碳化硅粉料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，控制加热炉内的压力为6～15kPa，所述氮化处理的温度为1600～1900℃，时间为15～25h；

优选的，控制加热炉内的压力为8～12kPa，所述氮化处理的温度为1700～1800℃，时间为18～22h。

6.根据权利要求4所述的富氮碳化硅粉料的制备方法，其特征在于，在氮化处理前，还包括将碳化硅粉进行除杂的步骤，

优选的，所述除杂的步骤包括：控制加热炉的温度为1000～1500℃，向加热炉内通入惰性气体至压力为10～20kPa，保持2～10h；

优选的，所述除杂的步骤包括：控制加热炉的温度为1200～1300℃，向加热炉内通入惰性气体至压力为15～18kPa，保持5～8h。

7.根据权利要求4所述的富氮碳化硅粉料的制备方法，其特征在于，在氮化处理后，还包括降温的步骤；

优选的，所述降温的步骤包括：以10～25℃/h降温至1000～1400℃后，以30～50℃/h降温至500～700℃，然后在1h内降温至室温；

优选的，所述降温的步骤包括：以15～20℃/h降温至1100～1300℃后，以35～45℃/h降温至550～650℃，然后在1h内降温至室温。

8.根据权利要求4所述的富氮碳化硅粉料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，通入的氮气纯度高于99.9％，

优选的，通入的氮气纯度高于99.99％。

9.根据权利要求4所述的富氮碳化硅粉料的制备方法，其特征在于，所述碳化硅粉的粒径不大于200μm，纯度高于99％；

优选的，所述碳化硅粉的粒径不大于100μm，纯度高于99.9％。

10.一种富氮碳化硅粉料在制备N型碳化硅晶体中的应用，其特征在于，所述富氮碳化硅粉料选自权利要求1～3任一项所述的富氮碳化硅粉料，和权利要求4～9任一项所述的制备方法制得的富氮碳化硅粉料中的一种；

优选的，以所述富氮碳化硅粉料为原料，进行N型碳化硅晶体的生长；

优选的，在晶体生长过程中，控制长晶压力为5kPa～10kPa，温度为1800～2600℃，时间为5～20h；

优选的，在晶体生长过程中，控制长晶压力为6kPa～8kPa，温度为2000～2400℃，时间为6～10h。