[发明专利]一种高纯半绝缘碳化硅单晶的制备方法

摘要

本发明属于晶体生长技术领域，具体涉及一种高纯半绝缘碳化硅单晶的制备方法，本发明通过在原料中降低电活性杂质的同时引入原子尺寸较大的IVA族元素，晶体生长过程中采用掺杂SiC原料长晶，将适量的IV族元素引入SiC晶体中，从而提高晶体中本征点缺陷的浓度，实现对浅能级杂质的充分补偿，实现SiC晶体的半绝缘特性。使用本发明生长高纯半绝缘SiC晶体无需通过快速降温实现，从而减小了晶体应力，提高了晶体质量；此外，通过控制掺杂浓度可以很好的控制引入到晶体中的本征点缺陷浓度，从而实现了对晶体电阻率的调控。

主权项

1.一种高纯半绝缘碳化硅单晶的制备方法，其特征在于：其具体步骤为：(1)将Si粉与C粉混合均匀，备用；(2)将IVA族元素置于石墨容器内，备用；(3)将盛放IVA族元素的石墨容器放置在石墨坩埚底部中心的位置，然后将混合均匀的Si粉和C粉填充于石墨坩埚内，使石墨容器埋于Si粉和C粉中；(4)将石墨坩埚放置于SiC原料合成炉内后，密封炉膛；(5)将炉膛内的压力抽真空至10^‑3 Pa并保持2‑5h后，逐步向炉腔内通入保护气氛；(6)以30‑50mbar/h的速率将炉膛压力提升至600‑800mbar，同时以10‑20℃/h的速率将炉膛内的温度提升至1900‑2100℃，在此温度下保持20‑50h，完成原料合成过程；(7)原料合成过程结束后，停止加热炉膛，使炉膛温度自然降低至室温后，打开炉膛取出石墨坩埚，即可得到含有IVA族元素的SiC合成料；(8)使用含有IVA族元素的SiC合成料进行SiC单晶生长；所述的IVA族元素为Ge或Sn；所述的IVA族元素与C粉的摩尔比为10^‑6:1至10^‑4:1之间；SiC单晶衬底整体电阻率高于1E12Ω·cm。