[發明專利]一種高均勻性、高產率半絕緣碳化硅襯底的制備方法

有效

• 申請號: 201310683603.1
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103696012A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 彭燕;徐現剛;胡小波;陳秀芳
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B23/00;C30B31/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 許德山

1.一種半絕緣碳化硅襯底的制備方法，包括用單晶生長爐采用升華法進行晶體生長，步驟如下：

（1）將純度不低于5N的高純碳化硅粉料作為源材料盛放在石墨坩堝內，將籽晶固定在籽晶座上，密封后放入生長室，生長前采用真空條件去除氧、水有害物質；

（2）生長室真空度控制在1×10^-6～1×10^-8mbar，溫場條件是坩堝內籽晶處的溫度最低，生長方向上有較大梯度的溫場分布。晶體生長表面的徑向等溫線的分布近似平行，中心最低，邊緣最高，

（3）碳化硅源粉末加熱升華，生長碳化硅單晶，生長40-200h，根據剩余料損耗情況確定最高溫區域和次高溫區域：剩余的碳化硅源料為不規則形狀，直徑變化最大處為高溫區域，次之為次高溫區域；

（4）在高溫區與次高溫區各放置盛有摻雜劑的石墨坩堝；

（5）將源材料消耗部分再次填滿純度不低于5N的高純碳化硅粉料，繼續進行生長，直至源材料消耗完畢；

（6）取出制得的晶體，進行切割、拋光，得半絕緣碳化硅晶片。

2.如權利要求1或2所述的半絕緣碳化硅襯底的制備方法，其特征在于，所述摻雜劑為釩的化合物或者其他可以影響電學性質的摻雜劑。

3.如權利要求1所述的半絕緣碳化硅襯底的制備方法，其特征在于，步驟（4）所述小石墨坩堝內盛有的摻雜劑是釩的化化物、或者鈦的化化物。

4.如權利要求1所述的半絕緣碳化硅襯底的制備方法，其特征在于，以生長前初始加入的碳化硅源材料的重量計，摻雜劑的總量為0.01-5wt%。

5.如權利要求1或4所述的半絕緣碳化硅襯底的制備方法，其特征在于，所述摻雜劑的總量為0.02-0.75wt%初始碳化硅源材料的重量。

6.如權利要求1所述的半絕緣碳化硅襯底的制備方法，其特征在于，高溫區與次高溫區的摻雜劑的用量比為2-10:1質量比。

7.如權利要求1或6所述的半絕緣碳化硅襯底的制備方法，其特征在于，高溫區與次高溫區的摻雜劑的用量比為5-8:1質量比。

8.如權利要求1所述的半絕緣碳化硅襯底的制備方法，其特征在于，盛有摻雜劑的石墨坩堝在高溫區與次高溫區以剩余的碳化硅源料為軸心對稱放置。

9.如權利要求1所述的半絕緣碳化硅襯底的制備方法，其特征在于，所述的碳化硅為4H-SiC、6H-SiC、3C-SiC或15R-SiC。