[发明专利]一种利用长晶组件制备碳化硅单晶的方法

权利要求书

1.一种利用长晶组件制备碳化硅单晶的方法，其特征在于，所述长晶组件包括：坩埚，和位于所述坩埚上方的加热装置；

所述加热装置设有多个同心设置的环形加热温区，以使得在制备单晶的加热和/或长晶阶段，通过控制所述多个同心设置的环形加热温区的整体加热温度调节所述坩埚内的轴向温梯，通过控制所述多个同心设置的环形加热温区中各个环形加热温区的加热温度调节所述坩埚内的径向温梯；

所述方法，至少包括长晶步骤；所述长晶步骤包括扩径阶段和生长阶段；

在所述扩径阶段，控制多个同心设置的环形加热温区中各个环形加热温区的温度由内侧向外侧递增，以调节坩埚内的径向温梯；

在所述生长阶段，控制坩埚内的温度上升，同时控制多个同心设置的环形加热温区的温度整体下降，以调节坩埚内的轴向温梯，并且在环形加热温区温度整体下降的同时，控制各个环形加热温区的温度由内侧向外侧递增，以调节坩埚内的径向温梯。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个同心设置的环形加热温区的圆心位于所述坩埚的中轴线上；和/或，所述多个同心设置的环形加热温区中，位于最外侧的环形加热温区的外径不小于所述坩埚的最大直径。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个环形加热温区中均设置有环形加热器，各环形加热器彼此之间等间隔设置且具有相同的环宽。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述坩埚的开口呈缩口形；和/或，

所述坩埚的外侧周围设有中频感应加热器；和/或，

所述坩埚的上方还设有提拉电机，所述提拉电机通过升降机构与所述坩埚的坩埚上盖连接。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩径阶段的具体操作包括：控制坩埚内的温度不变，调节各个环形加热温区的温度由内侧向外侧依次递增5-15℃，保温8-20h；

所述生长阶段的具体操作包括：控制坩埚内的温度每小时升高0.5-3℃，调节环形加热温区整体的温度以每小时0.5-3℃的速率下降，并控制各个环形加热温区的温度由内侧向外侧依次递增1-8℃，保温50-150h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生长阶段中，控制环形加热温区的温度整体下降的同时，以0.5-1.0mm/h的速度提拉籽晶。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在长晶步骤前还包括加热的步骤，具体操作包括：降低压力，控制坩埚内的温度和环形加热温区整体的温度均升至2180℃-2210℃，稳定形核10-20小时。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括装料的步骤，具体操作包括：

向坩埚中提供长晶原料，所述长晶原料包括第一碳化硅粉料，和含有第二碳化硅粉料和碳粉料的混合粉料，所述混合粉料在坩埚中位于所述第一碳化硅粉料的底部下方。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述混合粉料中第二碳化硅粉料和碳粉料的质量比为(4～10)：(0.5～3)。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一碳化硅粉料和所述混合粉料的质量比为1:(2～5)。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一碳化硅粉料的粒度为100～490μm，所述混合粉料的粒度为500～1000μm。