一种电阻式方形碳化硅单晶生长工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种碳化硅生长工艺，具体涉及一种电阻式方形碳化硅单晶生长工艺。该生长工艺主要包括：机械泵抽真空阶段、机械泵与分子泵抽高真空阶段、初加热阶段、引晶阶段、生长阶段、降温阶段。其特征在于：首先通过机械泵对单晶炉腔体抽低真空，启动分子泵，二者结合抽至单晶炉高真空，进入初步加热阶段，向炉内充入一定流量的氮气及氩气，并使炉内温度压力控制在合理范围，温度恒定指定时间，再次加大炉内压力值，使炉内温度快速升高，同时设定坩埚匀速转动，此时原料升华至籽晶表面进行引晶；引晶结束碳化硅晶体进入生长阶段，调节主加热器及副加热器，使炉内形成合理温梯，为晶体生长提供原动力，长晶至一定厚度进入降温阶段，调节炉内温度以一定的速度缓慢降至室温，最终取出碳化硅晶体。该生长工艺的设计，可有效降低方形碳化硅晶体生长过程中内部缺陷产生的几率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种电阻式方形碳化硅单晶生长工艺


[0001]本专利技术涉及一种碳化硅生长工艺，具体涉及一种电阻式方形碳化硅单晶生长工艺。

技术介绍

[0002]碳化硅单晶(SiC)具有宽带隙、高热导率、高临界击穿电场和高电子饱和迁移速率等优点，可用于地面核反应堆系统的监控、原油勘探、环境监测及航空、航天和大功率的电子转换器等领域。除此之外，采用SiC所制备的发光二极管的辐射波长可以覆盖从蓝光到紫光的波段，在光信息显示系统及光集成电路等领域中具有广阔的应用前景。
[0003]随着科技的不断进步，碳化硅单晶的生长技术也在不断提高。目前碳化硅单晶多为圆形形态，圆形碳化硅单晶的生长工艺较为成熟，单晶在生长中工艺控制的精准性较高、晶体生长一致性较好、晶体质量较为稳定，而方形碳化硅单晶生长工艺不易控制，单晶在生长过程中棱角处容易产生应力集中，加大了晶体开裂几率及内部缺陷，但方形碳化硅单晶在后续方形材料加工过程中，材料利用率可以得到大幅提升，可有效降低碳化硅单晶的生产成本。因此，为打破现有的技术壁垒，设计出一种电阻式方形碳化硅单晶生长工艺显得十分重要。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电阻式方形碳化硅单晶生长工艺。该生长工艺主要包括机械泵抽真空阶段、机械泵结合分子泵抽真空阶段、初加热阶段、引晶阶段、生长阶段及降温阶段。其特征在于，首先通过机械泵对单晶炉腔体抽低真空，启动分子泵，二者结合抽至单晶炉高真空，进入初步加热阶段，向炉内充入一定流量的氮气及氩气，并使炉内温度压力控制在合理范围，温度恒定指定时间，再次加大炉内压力值，使炉内温度快速升高，同时设定坩埚匀速转动，此时原料升华至籽晶表面进行引晶；引晶结束碳化硅晶体进入生长阶段，调节主加热器及副加热器，使炉内形成合理温梯，为晶体生长提供原动力，长晶至一定厚度进入降温阶段，调节炉内温度以一定的速度缓慢降至室温，最终取出碳化硅晶体。2.根据权利要求1所述的一种电阻式方形碳化硅单晶生长工艺，其特征在于所述的机械泵抽真空阶段，通过机械泵对单晶炉腔体抽低真空，真空数值达到1
×
105
‑1×
102Pa，保持1.5
‑
2.5h。3.根据权利要求1所述的一种电阻式方形碳化硅单晶生长工艺，其特征在于所述的机械泵与分子泵抽高真空阶段，启动分子泵，通过机械泵与分子泵结合抽至单晶炉高真空，炉腔内真空数值达到1.0
×
10
‑3Pa
‑
3.0
×
10
‑3Pa，保持3
‑
5h。4.根据权利要求1所述的一种电阻式方形碳化硅单晶生长工艺，其特征在于所述的初加热阶段，向炉内充入氮气及氩气，氮气流量控制在0.3
‑
0.45L/min，氩气流量控制在0.5
‑
1.3L/min，同时使炉内压力控制在0.1
‑
0....

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：