The invention belongs to the field of new material processing technology, the invention provides a new high purity semi insulating silicon carbide substrate preparation method, the method of using silicon carbide single crystal was obtained from the normal rough machining, cutting thickness of 3 8mm ingot, or processing for the thickness of silicon carbide wafer after 300 800 m the ingot or wafer of high temperature rapid annealing to obtain Gao Chunban insulating silicon carbide substrate, the method avoids the thermal growth of silicon carbide crystals in the field in the process of adjustment, but on the high quality of silicon carbide processed two times high temperature rapid annealing process, the introduction of intrinsic point defects to achieve the insulating properties of silicon carbide single crystal and half in the wafer, the semi insulating silicon carbide substrate with good quality and simple processing method, compared with the existing technology with higher efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种高纯半绝缘碳化硅衬底的制备方法
本专利技术属于新材料晶体加工领域,具体涉及一种高纯半绝缘碳化硅衬底的制备方法。
技术介绍
碳化硅(SiC)单晶具有宽禁带、高热导率、高临界击穿场强和高饱和电子漂移速率等优点,因而成为第三代半导体的核心材料之一。其中,半绝缘SiC单晶衬底在高频下能够有效降低器件的介质损耗并减少寄生效应,因此是高频、微波器件的优选材料。然而,通常的物理气相输运(PVT)法生长碳化硅单晶过程中,由于原料、保温材料及生长设备中含有较高含量的电活性杂质(如氮、硼、铝等),使生长出的碳化硅单晶中含有较高浓度的载流子并呈导电特性。为了使碳化硅单晶呈现半绝缘特性,通常在晶体生长过程中有意的引入深能级杂质如钒元素,使其俘获载流子而使碳化硅呈现高阻态。然而,高浓度的钒掺杂会在碳化硅单晶中形成沉淀并诱生微管等缺陷,从而影响衬底质量及后续外延及器件的性能。为此,高纯半绝缘碳化硅单晶衬底的制备成为研究热点。然而,高纯半绝缘单晶的生长及其生长所需的高纯碳化硅原料的制备技术难度极大。在高纯半绝缘碳化硅单晶的研究过程中,CREE提出,可以利用碳化硅中的本征点缺陷作为深能级俘获中心,从而实现碳化硅的半绝缘特性。据此,CREE提出通过控制碳化硅单晶生长界面的热场处于非平衡状态,并在晶体生长结束后进行快速冷却以在晶体中引入本征点缺陷来实现碳化硅单晶的半绝缘特性,但是这一方案依然存在缺陷,体现在:首先,固/气界面的热场调节具有较高的技术难度,且非平衡态的热场条件下易产生缺陷,从而导致晶体质量差等问题;其次,生长结束后的退火具有局限性,因单晶生长腔室内的冷却时间长、速率慢,且晶 ...
【技术保护点】
一种高纯半绝缘碳化硅衬底的制备方法,其特征在于:具体步骤如下:(1)原材料准备:将生长出的合格碳化硅单晶进行粗加工,切割得到厚度为3‑8mm的晶棒或将生长出的碳化硅单晶进行加工切片,得到厚度为300‑800μm的碳化硅晶片;(2)将上述规格的晶棒或晶片放入高温快速退火炉腔室中,设置退火温度为2000‑2500℃,退火时间为300‑600s,通入惰性气体作为保护气氛;(3)将退火结束的晶棒快速拉出退火腔室并在保护气氛中快速冷却,降温速率不低于100‑150℃/s。
【技术特征摘要】
1.一种高纯半绝缘碳化硅衬底的制备方法,其特征在于:具体步骤如下:(1)原材料准备:将生长出的合格碳化硅单晶进行粗加工,切割得到厚度为3-8mm的晶棒或将生长出的碳化硅单晶进行加工切片,得到厚度为300-800μm的碳化硅晶片;(2)将上述规格的晶棒或晶片放入高温快速退火炉腔室中,设置退火温度为2000-2500℃,退火时间为300-600s,通入惰性气体作为保护气氛;(3)将退火结束的晶棒快速拉...
【专利技术属性】
技术研发人员:高超,宗艳民,李长进,李加林,
申请(专利权)人:山东天岳晶体材料有限公司,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。