一种降低大尺寸高质量SiC单晶中微管密度的生长方法

摘要

本发明涉及一种降低大尺寸高质量SiC单晶中微管密度的生长方法。在SiC单晶炉中采用升华法生长SiC单晶，生长前抽真空至10-4Pa～10-2Pa，生长压力为5‐50mbar，温度2100-2400℃，速率10-500μm/h；晶体生长20-24h时，向生长室中通入高纯氮气2‐10h；间隔20h后，再通入同样的氮气；周期性地重复此过程，得到间歇性掺氮的SiC单晶；所得SiC单晶无空洞、硅滴、多型等缺陷，大大降低了微管密度。本发明实现了将单晶微管密度降至最低，甚至达到零微管水平的目标。

主权项

一种降低高质量SiC单晶中微管密度的生长方法，包括在单晶炉中采用升华法生长SiC单晶，包括步骤如下：将SiC粉料放在石墨坩埚的下部，SiC籽晶置于坩埚上部，采用横截面尺寸为2‐6英寸的SiC籽晶，生长前，先抽真空，使生长室真空度在10‑4Pa～10‑2Pa；载气为高纯Ar气，生长压力为5‐50mbar，坩埚上盖温度控制在2100‑2400℃，生长速率控制在20‑500μm/h，轴向的温度梯度控制在50‑200℃/mm，晶体生长时间为40‐100h；采用感应加热方式；晶体生长20‑24h时，向生长室中通入高纯氮气，氮气流量为5‐30sccm，通入时间为2‐10h。间隔20h后，再通入同等流量、相同时间的氮气；周期性地重复此过程，得到间歇性掺氮的SiC单晶；晶体生长结束后，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，降温速率控制在20‑100℃/h。