一种碳化硅的制备方法及应用技术

本发明专利技术提出了一种碳化硅的制备方法及应用，所述制备方法至少包括以下步骤：将液态有机硅烷进行氯化处理；将氯化后的有机硅烷接枝光敏基团，得到改性溶液；用紫外光照射所述改性溶液至固化成型，得到片状有机硅烷；以及将所述片状有机硅烷进行升温加热，得到碳化硅。本发明专利技术提供一种碳化硅的制备方法，能有效提高碳化硅晶体的质量。碳化硅晶体的质量。碳化硅晶体的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及碳化硅单晶生长
，具体为一种碳化硅的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]物理气相输运法所生长的晶体形貌和结晶质量受籽晶温度均匀性、气相组分硅碳比、输运气体的流动速度和原料杂质含量等因素影响，其中气相组分的流速、流量和硅碳比值由原料区域的温度梯度、温度大小和原料孔隙率等参数控制。
[0003]碳化硅原料的纯度、粒径和晶型在生长半导体碳化硅单晶时起重要的作用，直接影响生长单晶的结晶质量和电学性质。晶体生长过程中，原料中间区域温度低而靠近坩埚壁一侧原料温度高，造成原料的分解速度中心慢而侧面快。原料边缘消耗，外侧碳含量不断增加，内部又可能因为粉末烧结或碳化硅气相组分再结晶变得更致密，导致内部原料温度下降，原料外部到内部的传热阻力加大。中部的原料分解产生的气体，向外流动动力减小，而流阻又增大，会导致生长过程中断，提高晶体生长成本，且易造成晶体多型、基平面位错甚至开裂等缺陷。因此提高原料受热均匀性具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种碳化硅的制备方法及应用，可得到片状碳化硅，将片状碳化硅作为碳化硅晶体生长原料，能有效避免长晶过程中受热不均而影响体系中硅碳比的稳定性，从而避免晶体中点缺陷和线缺陷的产生。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下的技术方案实现的：
[0006]本专利技术提出一种碳化硅的制备方法，至少包括以下步骤：
[0007]将液态有机硅烷进行氯化处理；
[0008]将氯化后的有机硅烷接枝光敏基团，得到改性溶液；
[0009]用紫外光照射所述改性溶液至固化成型，得到片状有机硅烷；以及
[0010]将所述片状有机硅烷进行升温加热，得到碳化硅。
[0011]在本专利技术一实施例中，得到改性溶液的步骤包括：
[0012]将氯化后的有机硅烷接枝光敏基团，得到混合溶液；
[0013]对所述混合溶液进行旋蒸分离，得到改性溶液。
[0014]在本专利技术一实施例中，对所述片状有机硅烷进行升温加热的步骤包括：
[0015]将有机硅烷按预设排布方式升温加热至第一预设温度；
[0016]继续将有机硅烷升温加热至第二预设温度，得到碳化硅。
[0017]在本专利技术一实施例中，所述第一预设温度为350
‑
450℃，所述第二预设温度为550
‑
650℃。
[0018]在本专利技术一实施例中，所述有机硅烷为聚碳硅烷、聚硅氧烷、聚硅烷中的一种或几种。
[0019]在本专利技术一实施例中，所述光敏基团为丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、烯丙基、乙
烯基中的任意一种。
[0020]在本专利技术一实施例中，所述预设排布方式为铺层方式、垂直方式、复合堆放中的任意一种。
[0021]在本专利技术一实施例中，用紫外光照射所述改性溶液至固化成型的步骤包括，将改性溶液置于模具中，对所述模具进行紫外光照射。
[0022]本专利技术还提出一种碳化硅晶体的生长方法，所述生长方法包括用以上任一所述方法合成得到的所述碳化硅为原料，利用物理气相输运法进行碳化硅长晶。
[0023]本专利技术提出了一种碳化硅的制备方法及应用，通过对有机硅烷进行改性，再经过紫外光固化、高温烧结等处理，得到片状碳化硅。将片状碳化硅作为碳化硅晶体生长原料，能有效避免长晶过程中受热不均而影响体系中硅碳比的稳定性，从而避免晶体中点缺陷和线缺陷的产生。
附图说明
[0024]图1为本专利技术中碳化硅制备方法的流程图。
[0025]图2为本专利技术中碳化硅制备方法的部分流程图。
[0026]图3为本专利技术中碳化硅晶体生长的流程图。
[0027]图4为本专利技术一实施例中碳化硅晶体生长的设备图。
[0028]图5为本专利技术以片状碳化硅为原料的碳化硅晶体生长图。
[0029]图6为本专利技术以碳化硅颗粒为原料的碳化硅晶体生长图。
[0030]附图标记说明：
[0031]100保温材料；200籽晶；300保温桶；400石墨坩埚；500感应线圈；600片状碳化硅；700碳化硅颗粒；800碳化碳化硅；900块状碳化硅。
具体实施方式
[0032]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0033]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0034]下面结合若干实施例及附图对本专利技术的技术方案做进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]碳化硅作为重要的第三代半导体材料，具有宽带隙、高临界电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等特点，在各个现代
发挥其重要的革新作用，应用前景巨大。在应用范围上，碳化硅在半导体照明、新一代移动通信、智能电网、高速轨道交通、新能源汽
车、消费类电子领域拥有广阔的应用前景，是支撑信息、能源、交通、国防等产业发展的重点新材料。
[0036]请参阅图1所示，本专利技术提出一种碳化硅的制备方法，包括但不限于以下步骤S100
‑
S400。
[0037]S100、将液态有机硅烷进行氯化处理。
[0038]S200、将氯化后的有机硅烷接枝光敏基团，得到改性溶液。
[0039]S300、用紫外光照射所述改性溶液至固化成型，得到所述片状碳化硅。
[0040]S400、将片状有机硅烷进行升温加热，得到碳化硅。
[0041]请参阅图1所示，在本专利技术一实施例中，在步骤S100中，将液态有机硅烷进行氯化处理之前，需先对液态有机硅烷进行溶解。具体地，将液态有机硅烷加入一容器中，并向容器内加入有机溶剂进行溶解。本专利技术对有机溶剂的种类不加以限制，例如可以为戊烷、己烷、乙醇、乙醚、醋酸乙酯、丙酮、四氯化碳等。在本专利技术一实施例中，有机溶剂为除水有机溶剂，防止体系中引入水，导致有机硅烷中Si
‑
H键与水中的
‑
OH反应，发生水解。在本专利技术一实施例中，容器例如可以实用三口烧瓶，进一步的，三口烧瓶的规格例如为500ml。
[0042]请参阅图1所示，在本专利技术一实施例中，在步骤S100中，将液态有机硅烷进行氯化处理之前，还需进行氯气的制备。本专利技术对氯气的制备方法不加以限制，在本专利技术一实施例中，例如可以通过二氧化锰和浓盐酸定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将液态有机硅烷进行氯化处理；将氯化后的有机硅烷接枝光敏基团，得到改性溶液；用紫外光照射所述改性溶液至固化成型，得到片状有机硅烷；以及将所述片状有机硅烷进行升温加热，得到碳化硅。2.根据权利要求1所述的一种碳化硅的制备方法，其特征在于，对所述片状有机硅烷进行升温加热的步骤包括：将有机硅烷按预设排布方式升温加热至第一预设温度；继续将有机硅烷升温加热至第二预设温度，得到碳化硅。3.根据权利要求1所述的一种碳化硅的制备方法，其特征在于，得到改性溶液的步骤包括：将氯化后的有机硅烷接枝光敏基团，得到混合溶液；对所述混合溶液进行旋蒸分离，得到改性溶液。4.根据权利要求1所述的一种碳化硅的制备方法，其特征在于，所述有机硅烷为聚碳硅烷、聚硅氧烷、聚硅烷中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种碳化硅的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈豆，马远，潘尧波，
申请(专利权)人：中电化合物半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：