[發(fā)明專利]一種提高連續(xù)生長碳化硅單晶品質(zhì)的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811303469.7 | 申請日： | 2018-11-02 |
| 公開（公告）號： | CN109234801B | 公開（公告）日： | 2019-07-09 |
| 發(fā)明（設計）人： | 高超;李長進;李加林;劉家朋;孫元行;劉鵬飛;李宏剛;竇文濤;宗艷民 | 申請（專利權(quán)）人： | 山東天岳先進材料科技有限公司 |
| 主分類號： | C30B23/00 | 分類號： | C30B23/00;C30B29/36 |
| 代理公司： | 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業(yè)) 37232 | 代理人： | 吳紹群 |
| 地址： | 250100 山東省濟南市高新區(qū)*** | 國省代碼： | 山東;37 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 碳化硅單晶 坩堝 熱場 連續(xù)制備 生長 快速轉(zhuǎn)換 流體控制 氣相傳輸 套環(huán)裝置 制造成本 發(fā)熱區(qū) 配套的 螺紋 套環(huán) 申請 制備 | ||
1.一種提高連續(xù)生長碳化硅單晶品質(zhì)的方法，所述方法至少包括碳化硅單晶生長的第一生長周期和第二生長周期，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
第一生長周期：將長晶原料置于坩堝中，并將至少一個套環(huán)嵌套在坩堝壁的第一位置上，長晶時坩堝內(nèi)部的高溫區(qū)在第一高度上，制得第一碳化硅單晶；
第二生長周期：將長晶原料置于坩堝中，調(diào)整套環(huán)嵌套在坩堝壁上的位置，使得第二生長周期的長晶時坩堝內(nèi)部的高溫區(qū)大致在第一高度上，制得第二碳化硅單晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，
所述第一生長周期包括：將長晶原料置于坩堝中，并將至少一個套環(huán)嵌套在坩堝壁的第一位置上，制得具有第一凸率的第一碳化硅單晶；
所述第二生長周期包括：根據(jù)第一生長周期的第一凸率，調(diào)整套環(huán)嵌套在坩堝壁上的位置，將長晶原料置于坩堝中，制得具有第二凸率的第二碳化硅單晶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，所述第一凸率不大于8mm，所述第二凸率不大于8mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，所述調(diào)整套環(huán)嵌套在坩堝壁上的位置的時間為第一生長周期的坩堝重量或密度變化；所述調(diào)整套環(huán)嵌套在坩堝壁上的位置移動距離根據(jù)所述第一碳化硅單晶的第一凸率的變化值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，所述調(diào)整套環(huán)嵌套在坩堝壁上的位置的時間為第一生長周期的坩堝重量或密度變化；所述調(diào)整套環(huán)嵌套在坩堝壁上的位置移動距離根據(jù)所述第一碳化硅單晶的第一凸率的變化值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，所述調(diào)整套環(huán)嵌套在坩堝壁上的位置的時間為第一生長周期的坩堝重量或密度變化；所述調(diào)整套環(huán)嵌套在坩堝壁上的位置移動距離根據(jù)所述第一碳化硅單晶的第一凸率的變化值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，所述第一碳化硅單晶和/或第二碳化硅單晶的制備方法包括下述步驟：
1)將碳化硅粉料和用于晶體生長的籽晶放置于石墨坩堝內(nèi)部并封閉石墨坩堝后，將套環(huán)嵌套于石墨坩堝最頂部區(qū)域；
2)將石墨坩堝和石墨保溫氈放置于晶體生長爐腔內(nèi)并密封后，設置碳化硅單晶生長溫度為2100-2200℃壓力為5-50mbar后進行100-200h的晶體生長；
3)晶體生長結(jié)束后，打開爐膛，取出石墨坩堝后，可獲得所述的碳化硅單晶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，由所述第一碳化硅單晶與所述第二碳化硅單晶制備的4英寸的單晶襯底彎曲度為6-13μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，所述坩堝的側(cè)壁外表面與所述套環(huán)的內(nèi)表面通過螺紋連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，所述螺紋的螺距為0.2-2mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，所述套環(huán)到所述坩堝的投影高度為5-15mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，所述套環(huán)到所述坩堝的投影高度與所述坩堝的高度比值為1：5-20。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，所述套環(huán)的厚度為5-25mm。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，所述套環(huán)為石墨套環(huán)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的提高連續(xù)生長碳化硅單晶的品質(zhì)的方法，其特征在于，所述坩堝的外壁具有標記套環(huán)位置的標識。
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