【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸碳化硅单晶、衬底及制备方法和使用的装置
本申请涉及一种用于PVT法制备单晶的坩埚组件和长晶炉，属于半导体材料制备领域。
技术介绍
现有碳化硅制备技术以物理气相传输(简称PVT)方法为主。PVT法通过放置于底部的碳化硅原料升华分解并沿轴向温度梯度传输至籽晶处结晶而成。现有技术中PVT法使用的片状籽晶并置于坩埚顶部，碳化硅单晶生长时沿单晶的某一径向垂直向下生长。由于碳化硅单晶向下生长时受与单晶生长面与原料面间距离的限制，晶体生长厚度通常在20-50mm范围内，由碳化硅单晶制得的衬底的出片率低。此外，由于碳化硅籽晶中的微管、位错等缺陷多沿<0001>方向贯穿碳化硅单晶及由此制备的籽晶。这些缺陷在单晶生长过程中会继续遗传至新生长的单晶中并继续形成贯穿缺陷，因此单晶及衬底中的缺陷密度控制难度大、成本高，衬底质量改善较为困难。Nature报道了通过晶体横断面生长来避免微管、位错等缺陷遗传的碳化硅单晶制备方式，但此种方法制备过程繁琐，虽能降低缺陷密度，然成本高昂，不适用于工业化生产过程。
【技术保护点】
1.一种大尺寸碳化硅单晶的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：/n1)提供坩埚和籽晶柱；/n2)将原料装入坩埚侧壁的夹层形成的原料腔，将籽晶柱安装在坩埚内，组装后放入长晶炉；/n3)升高长晶炉的温度，使得原料升华后的升华气体穿过夹层的内侧壁并沿径向气相传输至籽晶柱表面，进行长晶，即制得所述碳化硅单晶。/n
【技术特征摘要】
1.一种大尺寸碳化硅单晶的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：
1)提供坩埚和籽晶柱；
2)将原料装入坩埚侧壁的夹层形成的原料腔，将籽晶柱安装在坩埚内，组装后放入长晶炉；
3)升高长晶炉的温度，使得原料升华后的升华气体穿过夹层的内侧壁并沿径向气相传输至籽晶柱表面，进行长晶，即制得所述碳化硅单晶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述长晶过程中，所述内侧壁的内表面与所述籽晶表面的温度差为50-300℃。
优选地，所述长晶温度为2000-2300℃，所述长晶压力为5-50mbar。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述坩埚内通入惰性气体和掺杂气；
优选地，所述掺杂气为氮气。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述坩埚的侧壁包括夹层，所述夹层包括内侧壁和外侧壁，所述内侧壁比所述外侧壁的孔隙率高，所述夹层形成原料腔；
所述籽晶柱与所述坩埚的中轴线的延伸方向大致相同，所述籽晶柱与所述内侧壁的内表面之间形成长晶腔。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述夹层与所述籽晶柱的高度对应设置，所述籽晶柱与所述坩埚共中轴线；
优选...
【专利技术属性】
技术研发人员：高超，李霞，宁秀秀，张九阳，宗艳民，
申请(专利权)人：山东天岳先进材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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