[发明专利]一种提高4H-SiC单晶晶型稳定性的方法

摘要

本发明提供一种提高4H-SiC单晶晶型稳定性的方法，所述方法包括：采用升华法将碳化硅源粉末加热至升华，建立优选温度和压力范围，确保生长晶型为4H-SiC；在生长室中建立特定的轴向温度梯度，促使碳化硅源粉升华至籽晶上结晶；利用移动坩埚、改变保温状态等增加轴向温度梯度，增大4H-SiC生长的几率，使整个过程晶型稳定。

主权项

一种提高4H‑SiC单晶晶型稳定性的方法，使用的生长装置为单晶生长炉，包括生长室、石墨坩埚、保温材料和感应加热系统，生长室侧壁有水冷装置，水冷装置是石英玻璃构成的密封双层管，在双层管中的循环工作介质是水，水温在生长过程中保持恒定；坩埚有固定籽晶的籽晶座；坩埚和保温材料放置在生长室内，生长室可达到1×10‑6mbar以上的真空度，温场条件是坩埚内部籽晶处的温度最低，生长方向有较大梯度的温场分布；晶体生长表面的径向等温线的分布近似平行，中心最低，边缘最高，将纯度至少为5N的高纯碳化硅粉料作为源材料盛放在石墨坩埚内，将籽晶固定在籽晶座上，密封后放入生长室，生长前采用真空条件去除氧和水，其特征在于，生长时通入气体提供晶体生长所需的气氛，压力为5‑40mbar，温度为2100～2240℃，源材料升华的气相成分输送到籽晶表面，并在那里成核生长；精确控制温度，使整个生长过程中温度浮动小于10℃；精确控制压力，使整个生长过程中压力浮动小于5mbar；所述籽晶选用4H‑SiC碳面籽晶，籽晶偏向(11‑20)方向偏角为0～4°；所述源材料表面温度高于籽晶表面温度20～120℃。