[发明专利]一种制备p型4H-SiC单晶的坩埚结构与装置与方法有效

专利信息
申请号: 202111453140.0 申请日: 2021-12-01
公开(公告)号: CN113862789B 公开(公告)日: 2022-03-11
发明(设计)人: 张乃夫;皮孝东;徐所成;黄渊超;罗昊;王亚哲 申请(专利权)人: 浙江大学杭州国际科创中心
主分类号: C30B29/36 分类号: C30B29/36;C30B23/00
代理公司: 杭州裕阳联合专利代理有限公司 33289 代理人: 高明翠
地址: 311200 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 制备 sic 坩埚 结构 装置 方法
【权利要求书】:

1.一种制备p型4H-SiC单晶的方法,其特征在于,所述制备p型4H-SiC单晶的方法采用的坩埚结构包括:第一坩埚,所述第一坩埚用于盛放生长物料;

第二坩埚,用于盛放掺杂物料;

所述第一坩埚沿中轴线设有贯通的连接通道,所述连接通道的中轴线与所述第一坩埚的中轴线重合,所述连接通道的侧壁与所述第一坩埚的侧壁形成开口向上的物料放置部;

所述第二坩埚设置于所述第一坩埚的下方,第二坩埚的开口与所述连接通道相通;

石墨托与等径环,所述石墨托用于连接籽晶;

所述方法包括以下步骤:

1)取碳化硅粉料作为生长物料放置于所述的第一坩埚的物料放置部内,取铝源与铈源作为掺杂物料放置于所述的第二坩埚内,安装所述的第一坩埚与所述的第二坩埚;

2)将籽晶固定在所述的石墨托上,将所述的等径环安装在所述的第一坩埚顶端,将所述的石墨托安装在所述的等径环上;

3)将坩埚结构放入装置中,通入氢气与氩气,升温,进行生长。

2.根据权利要求1所述的一种制备p型4H-SiC单晶的方法,其特征在于,所述等径环可拆卸的设置于所述第一坩埚的顶部,用于连接石墨托与第一坩埚。

3.根据权利要求1所述的一种制备p型4H-SiC单晶的方法,其特征在于,所述第一坩埚与所述第二坩埚可拆卸连接,所述第一坩埚的中轴线与所述第二坩埚的中轴线处于同一直线上。

4.根据权利要求1所述的一种制备p型4H-SiC单晶的方法,其特征在于,所述铝源包括Al4C3,添加量为碳化硅粉料的0.1-3wt%;所述铈源包括CeSi2,添加量为碳化硅粉料的0.1-2.5wt%。

5.根据权利要求1所述的一种制备p型4H-SiC单晶的方法,其特征在于,所述石墨托中心测温点温度为2050~2150℃;籽晶温度在2100~2200℃;第一坩埚内料面温度在2150~2350℃,第二坩埚内的料面温度在1850~2050℃。

6.根据权利要求1所述的一种制备p型4H-SiC单晶的方法,其特征在于,所述第一坩埚内硅和碳气相物质的分压总和不超过200Pa,第二坩埚内铝分压在200~400Pa之间,铈分压在400~1000Pa之间。

7.根据权利要求1所述的一种制备p型4H-SiC单晶的方法,其特征在于,H2的流速在10~80sccm之间,Ar的流速在10~100sccm之间。

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