[發(fā)明專利]一種低基面位錯密度的碳化硅晶體生長方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811533723.2
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN110592672B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 劉春俊;雍慶;彭同華;趙寧;王波;楊建
• 申請（專利權）人: 北京天科合達半導體股份有限公司;新疆天科合達藍光半導體有限公司;北京天科合達新材料有限公司
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B23/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王學強

1.一種低基面位錯密度的碳化硅晶體生長方法，其包括：將裝有碳化硅原料和籽晶的坩堝放于單晶生長爐中，在一定的溫度和壓力條件下使碳化硅原料發(fā)生升華并在籽晶上結晶，將晶體冷卻，獲得碳化硅單晶，其特征在于，在單晶生長過程中，在溫度保持高溫的條件下，控制生長室內的壓力來調控晶體生長過程的開始及停止，使碳化硅晶體在先開始生長后再中斷生長然后再緩慢接長的過程中促使基面位錯轉換為貫通刃位錯，所述溫度和壓力條件為依次進行的以下過程：(1)在壓力為20-80kPa的條件下，將溫度升至2000-2500℃，并維持1-10h；(2)將壓力降至100-3000Pa，并維持1-30h；(3)將壓力升至20-80kPa，并維持0.1-4h；(4)將壓力降至300-3000Pa，并維持10-40h；(5)將壓力降至100-1500Pa,并維持40-200h；(6)將壓力升至20-80kPa，進行降溫冷卻；所述溫度為坩堝內籽晶位置的溫度，所述壓力為生長室內的壓力。

2.根據(jù)權利要求1所述的生長方法，其特征在于：所述的籽晶為與基面(0001)成一定角度的籽晶，角度范圍為0-8°。

3.根據(jù)權利要求1所述的生長方法，其特征在于：從所述過程(2)至所述過程(5)的溫度保持不變，溫度范圍為2000-2500℃。

4.根據(jù)權利要求1所述的生長方法，其特征在于：在所述過程(2)中的壓力控制在500-2500Pa范圍，時間控制在5-20h。

5.根據(jù)權利要求1所述的生長方法，其特征在于：在所述過程(2)中的壓力控制在1000-1500Pa范圍，時間控制在10-15h。

6.根據(jù)權利要求1所述的生長方法，其特征在于：在所述過程(3)中的壓力控制在30-70kPa范圍，時間控制在0.5-3h。

7.根據(jù)權利要求1所述的生長方法，其特征在于：在所述過程(3)中的壓力控制在40-60kPa范圍，時間控制在1-2h。

8.根據(jù)權利要求1所述的生長方法，其特征在于：在所述過程(4)中的壓力控制在500-2500Pa范圍，時間控制在15-35h。

9.根據(jù)權利要求1所述的生長方法，其特征在于：在所述過程(4)中的壓力控制在1000-2000Pa范圍，時間控制在20-30h。

10.根據(jù)權利要求1所述的生長方法，其中，在所述過程(5)中的壓力控制在200-1200Pa范圍，時間控制在50-150h。

11.根據(jù)權利要求1所述的生長方法，其特征在于所述過程(5)中的壓力控制在500-1000Pa范圍，時間控制在60-100h。

12.一種低基面位錯密度的碳化硅晶體生長方法，其包括：將裝有碳化硅原料和籽晶的坩堝放于單晶生長爐中，在一定的溫度和壓力條件下使碳化硅原料發(fā)生升華并在籽晶上結晶，將晶體冷卻，獲得碳化硅單晶；所述溫度和壓力條件為依次進行的以下過程：(1)在壓力為20-80kPa的條件下，將溫度升至2000-2500℃，并維持1-10h；(2)將壓力降至100-3000Pa，并維持1-30h；(3)將壓力升至20-80kPa，并維持0.1-4h；(4)將壓力降至100-3000Pa，并維持1-30h；(5)將壓力升至20-80kPa，并維持0.1-4h；(6)將壓力降至300-3000Pa，并維持10-40h；(7)將壓力降至100-1500Pa,并維持40-200h；(8)將壓力升至20-80kPa，進行降溫冷卻；所述溫度為坩堝內籽晶位置的溫度，所述壓力為生長室內的壓力。