一种低应力高纯半绝缘SiC 单晶的制备方法

摘要

本发明涉及一种低应力高纯半绝缘SiC单晶的制备方法。该方法包括：高纯SiC粉料的合成和采用物理气相传输法进行晶体生长，在合成料和晶体生长过程中同时降低浅能级杂质浓度，对保温材料进行高温预处理，避免硼杂质融入；硅粉和碳粉原料放在有覆层的石墨坩埚中进行SiC合成；对得到的高纯SiC粉料进行预处理，下籽晶，抽真空，通入高纯氩气或者氩气和氢气的混合气体，进行晶体生长，然后快速降温增大点缺陷，再慢速降温至室温，消除应力。SiC晶体生长在平衡态下进行，制得的晶体应力小，微管密度小，晶体质量好，整片面积上电阻率在10⁸Ω.cm以上。本方法设备投资小，安全性高，无污染。

主权项

一种低应力高纯半绝缘SiC单晶的制备方法，包括高纯SiC粉料的合成和采用物理气相传输法进行晶体生长，在合成料和晶体生长过程同时降低浅能级杂质浓度，在晶体生长后期提高点缺陷杂质浓度，包括步骤：一、高纯SiC粉料的合成对合成料用的保温材料进行1800‑1900℃高温预处理，避免硼杂质融进SiC粉料中；采用高纯的硅粉和碳粉为原料，在真空条件下，通入高纯氩气或者氩气和氢气的混合气体，放在有覆层的石墨坩埚中进行1500‑1800℃高温合成，得到SiC粉料；二、晶体生长单晶生长用的保温材料进行2300‑2400℃高温预处理，避免硼杂质融进SiC单晶中；将合成的SiC粉料在真空条件下，通入高纯氩气或者氩气和氢气的混合气体，放于有覆层的石墨坩埚中进行2050‑2300℃高温预处理；放籽晶，抽真空，实时监控氮的分压P_N；停止抽真空后，通入氩气或者氩气和氢气的混合气体，进行晶体生长，生长温度2000‑2250℃，生长速率控制在200‑300μm/h，晶体生长时间为50‑120h；然后快速降温至1900‑1950℃，以增大SiC晶体本征点缺陷浓度；然后将晶体慢速降温至室温，消除残余应力，晶体生长完成。