[发明专利]一种坩埚旋转式碳化硅单晶生长方法

摘要

本发明公开了一种坩埚旋转式碳化硅单晶生长方法，解决了SiC单晶形貌、质量不均匀的问题。包括下法兰盘（9），在下法兰盘（9）的顶面上固定设置有外保温支撑架（6），在外保温支撑架（6）上固定设置有坩埚的外保温层（7），在外保温层（7）中活动设置有桶型坩埚（11），在桶型坩埚（11）的顶面上设置有上保温层（8），在桶型坩埚（11）的下底面上设置有下保温层（10），在下保温层（10）的下底面上连接有桶型坩埚支架（5），在下法兰盘（9）上设置有电机（1），在电机（1）的输出轴上连接有主动齿轮（3），在桶型坩埚支架（5）上设置有环形齿条（4），主动齿轮（3）与环形齿条（4）啮合在一起的。有效地提升了温场结构对称性。

主权项

一种坩埚旋转式碳化硅单晶生长方法，包括以下步骤：第一步、在下法兰盘（9）的顶面上固定设置外保温支撑架（6），在外保温支撑架（6）上固定设置坩埚的外保温层（7），在外保温层（7）中活动设置桶型坩埚（11），在桶型坩埚（11）的顶面上设置上保温层（8），在桶型坩埚（11）的下底面上设置下保温层（10），在下保温层（10）的下底面上连接有桶型坩埚支架（5），在下法兰盘（9）上设置电机（1），在电机（1）的输出轴上连接主动齿轮（3），在桶型坩埚支架（5）上设置环形齿条（4），主动齿轮（3）与环形齿条（4）啮合在一起的；第二步、下法兰盘9通过密封锁闭机构8固定并密封在碳化硅单晶生长炉的腔体法兰上；第三步、对碳化硅单晶生长炉的腔体抽真空，真空度小于5×10^‑5毫巴，开始加热坩埚11，温度达到1350摄氏度后，充入99.999%的高纯氩气，使碳化硅单晶生长炉的腔体压力保持在800毫巴；第四步、通过控制电机1的选择速率实现坩埚11匀速旋转，旋转速率控制在5‑10转/每分钟；第五步、提高坩埚11的加热功率，使温度达到2000‑2200摄氏度，控制碳化硅单晶生长炉的腔体压力缓慢降低到5‑10毫巴，使碳化硅单晶生长周期为100小时；第六步、生长周期结束，充入99.999%的高纯氩气，使碳化硅单晶生长炉的腔体压力保持在800毫巴，让生长的碳化硅单晶晶体保持匀速旋转在坩埚中进行原位高温退火，降低碳化硅单晶生长过程中产生的热应力；第七步、使生长的碳化硅单晶在匀速旋转情况下缓慢降温至室温，结束碳化硅单晶生长。