[發明專利]一種摻雜碳化硅單晶及其制備方法

在審

• 申請號: 202011621835.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112853491A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 魏汝省;李斌;毛開禮;馬康夫;靳霄曦;樊曉
• 申請（專利權）人: 山西爍科晶體有限公司
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B23/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王術娜

1.一種摻雜碳化硅單晶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將碳化硅結晶物料在籽晶、混合氣氛下進行結晶生長；

所述混合氣氛包括載氣和摻雜氣體；所述混合氣氛的流量為10～500sccm；所述載氣和摻雜氣體的體積比為(1～50)：1。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述結晶生長在坩堝中進行；所述坩堝包括坩堝本體、包裹在所述坩堝本體外部的保溫結構和導流管；所述保溫結構的頂部設置有測溫孔；所述坩堝本體包括坩堝腔室和與所述坩堝腔室相匹配的坩堝本體蓋；所述坩堝本體蓋的內部中央位置設置有籽晶區；所述坩堝本體蓋上還設置有排氣孔；所述導流管穿過所述保溫結構底部和坩堝本體的底部伸入坩堝的腔室內，所述導流管與所述坩堝本體上的籽晶區相對。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述籽晶位于所述坩堝的籽晶區；所述混合氣氛通過導流管進入坩堝腔室內；所述導流管的高度高于所述碳化硅結晶物料的高度。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述摻雜氣體為氮氣、氯化氫和三甲基鋁中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述混合氣氛的出口與籽晶之間的距離為50～150mm。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述結晶生長的壓力為5～50mbar，溫度為2000～2200℃，時間為2～100h。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳化硅結晶物料在進行結晶生長之前，還包括依次進行的抽真空、升溫至加熱溫度和充保護氣氛。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述加熱溫度為1200～1400℃。

9.權利要求1～8任一項所述的制備方法得到的摻雜碳化硅單晶，其特征在于，摻雜元素在碳化硅單晶內均勻分散。