[发明专利]一种富氮碳化硅粉料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种富氮碳化硅粉料及其制备方法与应用，该富氮碳化硅粉料中氮含量为1.0×10¹⁸～1.0×10²⁰atoms/cm³，该富氮碳化硅粉料的粒径为10～200μm。该富氮碳化硅粉料中氮含量较高，可作为原料用于N型碳化硅晶体的生长，有效避免了由于外界通入氮气，容易导致晶体氮掺杂均匀性差的问题。该制备方法通过控制一定的压力和温度，将碳化硅粉料进行稳定的氮化处理，使得碳化硅粉料吸附有较多的氮源，得到的N型碳化硅晶体电导率较均匀、导电稳定、缺陷少，晶体质量高，将其用于晶体衬底和电子器件中有效提高了晶体衬底的质量和电子器件的工作性能。

技术领域

本发明涉及一种富氮碳化硅粉料及其制备方法与应用，属于碳化硅材料制备的技术领域。

背景技术

碳化硅材料由于其具有优良的半绝缘特性而受到广泛关注，特别是对于具有特殊需求的大功率半导体器件，碳化硅因所具有的高温、高频、大功率等特点成为这些器件选择的潜力材料。目前商业碳化硅以导电N型碳化硅和半绝缘型碳化硅为主，其中导电N型碳化硅由于其具有游离电子，从而具有良好的导电性。

目前，物理气相传输(PVT)法是生长碳化硅晶体的主要方法，物理气相传输法生长碳化硅晶体所用的设备简单，并且工艺容易控制。物理气相传输法采用感应加热和电阻加热的方式对密闭的坩埚系统加热，将碳化硅原料置于温度较高的坩埚底部，籽晶固定在温度较低的坩埚顶部，碳化硅原料在低压高温下升华分解产生气体物质，在由原料与籽晶存在的温度梯度而形成的压力梯度的驱动下，这些气体物质被输送到低温的籽晶处，完成晶体的生长。通过长晶过程中通入氮气进行N型碳化硅晶体的生长。但是由外界通入氮气，氮气渗透不均匀，容易导致晶体氮掺杂均匀性差，尤其是在碳化硅形核阶段，外界氮气通入导致坩埚内流场紊乱，从而引起晶核形成发生偏转，引起晶体出现偏角过大、原子台阶宽化、弥散贯穿微管及位错密度高等一系列问题。因此，提供一种富氮的碳化硅粉料，通过碳化硅粉料本身含有的氮元素，进行氮气氛的补充，具有重要的研究意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种富氮碳化硅粉料及其制备方法与应用，该富氮碳化硅粉料中氮含量较高可作为原料用于N型碳化硅晶体的生长，有效避免了由于外界通入氮气，容易导致晶体氮掺杂均匀性差的问题。

本申请采用的技术方案如下：

根据本申请的一个方面，提供了一种富氮碳化硅粉料，所述富氮碳化硅粉料中氮含量为1.0×10¹⁸～1.0×10²⁰atoms/cm³。其中，所述氮吸附在碳化硅粉料颗粒的表面。