一种快速生长大尺寸高纯半绝缘碳化硅单晶的方法

摘要

本发明涉及一种快速生长大尺寸高纯半绝缘碳化硅单晶的方法，该方法一方面通过对生长室内的进行多次气体置换，实现生长室与空气的隔离，降低单晶中的氮含量，另一方面，该方法通过提高PVT法碳化硅单晶生长系统中的源粉和籽晶之间的温度梯度和/或降低生长室压力来实现碳化硅单晶的快速生长，高纯半绝缘碳化硅单晶晶型包括4H、6H、3C和15R或这四种晶型的任意组合晶型，有益效果是，提高了碳化硅单晶的电阻率，碳化硅单晶生长速度可达到0.5mm/h~2mm/h，超出常规速度数倍，进一步提高了碳化硅单晶片的产率。

主权项

一种快速生长大尺寸高纯半绝缘碳化硅单晶的方法，其特征在于：包括如下步骤，（1）、将SiC源粉置于石墨坩埚下部，采用直径3‑4英寸的SiC籽晶置于石墨坩埚上部；（2）、生长前先抽真空，当生长室内的真空度达到5×10^‑5mbar后，向生长室内通入置换气体，气体流量为5~30mL/min，通入时间为5~30min，间隔30min后再通入相同流量、相同时间的置换气体，周期性地重复此过程2~5次，置换生长室内残留的空气，达到除氮的目的，置换气体可以是Ar、H₂、CH₄或者三者的混合气体，混合比例是10~90%:10~90%:10~90%；（3）、采用感应加热方式，使坩埚上盖温度控制在T₁为1900~2200℃，源粉位置温度控制在T₂为2300~2600℃，生长压力P为0.1~10mbar，晶体生长时间为30~100h；（4）、晶体生长结束后，通氩气，在氩气的保护下，逐步降低功率，使生长系统的温度缓慢降至室温。