[發(fā)明專(zhuān)利]一種p型SiC單晶生長(zhǎng)的坩堝及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310026577.9
• 申請(qǐng)日: 2023-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116145243A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝雪健;仲光磊;徐現(xiàn)剛;陳秀芳;王得勝;胡小波;孫麗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C30B23/00
• 分類(lèi)號(hào): C30B23/00;C30B29/36
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

1.一種p型SiC單晶生長(zhǎng)的坩堝，其特征是，包括上坩堝、下坩堝和連接桿，所述連接桿為中空結(jié)構(gòu)，連接桿的一端與上坩堝的下端開(kāi)口連通，連接桿的另一端與下坩堝的上端開(kāi)口連通，上坩堝內(nèi)下部設(shè)置內(nèi)堝，內(nèi)堝開(kāi)口向上，內(nèi)堝側(cè)壁高度小于上坩堝側(cè)壁高度，內(nèi)堝內(nèi)的空間為SiC粉料放置區(qū)，內(nèi)堝上方的上坩堝內(nèi)的空間為SiC單晶生長(zhǎng)區(qū)，內(nèi)堝與上坩堝之間形成縫隙，上坩堝的下端開(kāi)口通過(guò)所述縫隙與SiC單晶生長(zhǎng)區(qū)連通，上坩堝的上蓋設(shè)置為能夠使保護(hù)氣從上坩堝的上蓋進(jìn)入至上坩堝內(nèi)。

2.如權(quán)利要求1所述的p型SiC單晶生長(zhǎng)的坩堝，其特征是，下坩堝底部設(shè)置固定坑，所述固定坑用于固定放置摻雜劑塊；

或，連接桿材質(zhì)為等靜壓石墨或氧化鋁陶瓷。

3.如權(quán)利要求1所述的p型SiC單晶生長(zhǎng)的坩堝，其特征是，連接桿的長(zhǎng)度為10～100mm；

或，連接桿的壁厚為2～10mm。

4.如權(quán)利要求1所述的p型SiC單晶生長(zhǎng)的坩堝，其特征是，上坩堝底部設(shè)置支撐環(huán)，支撐環(huán)支撐內(nèi)堝；

或，連接桿與上坩堝、下坩堝，三者保持同心；

或，內(nèi)堝與上坩堝同心；

或，連接桿與上坩堝的連接方式、連接桿與下坩堝的連接方式均為螺紋連接。

5.如權(quán)利要求1所述的p型SiC單晶生長(zhǎng)的坩堝，其特征是，內(nèi)堝與上坩堝內(nèi)壁之間形成縫隙的寬度為0.1～0.5mm。

6.一種p型SiC單晶生長(zhǎng)的方法，其特征是，提供權(quán)利要求1～5任一所述的p型SiC單晶生長(zhǎng)的坩堝，包括如下步驟：

將摻雜劑壓塊獲得摻雜劑塊，將摻雜劑塊固定放置在下坩堝內(nèi)；

將SiC粉料放置在SiC粉料放置區(qū)；

將SiC籽晶放置在上坩堝頂部；

將添加完物料后的p型SiC單晶生長(zhǎng)的坩堝置于單晶生長(zhǎng)爐中進(jìn)行單晶生長(zhǎng)；

單晶生長(zhǎng)過(guò)程中，通入保護(hù)氣體，壓強(qiáng)為1～50mbar，上坩堝上蓋的溫度為2100～2500℃，下坩堝內(nèi)溫度為1000～2300℃，上坩堝上蓋的溫度高于下坩堝內(nèi)的溫度，單晶生長(zhǎng)時(shí)間為30～200h。

7.如權(quán)利要求6所述的p型SiC單晶生長(zhǎng)的方法，其特征是，摻雜劑的壓塊壓強(qiáng)不低于10MPa；

或，所述摻雜劑包括不限于Al₄C₃、Al₂O₃、AlN或其組合；

或，將坩堝置于單晶生長(zhǎng)爐中，對(duì)生長(zhǎng)室進(jìn)行抽真空至0.1Pa以下，然后加熱并通入保護(hù)氣體。

8.如權(quán)利要求6所述的p型SiC單晶生長(zhǎng)的方法，其特征是，所述保護(hù)氣為Ar、H₂、He或其任意組合；

或，單晶生長(zhǎng)爐的加熱系統(tǒng)為單個(gè)感應(yīng)線圈或多個(gè)感應(yīng)線圈，優(yōu)選為單個(gè)感應(yīng)線圈；

或，將p型SiC單晶進(jìn)行切磨拋加工獲得p型SiC單晶襯底。

9.一種p型SiC單晶，其特征是，由權(quán)利要求6～8任一所述的p型SiC單晶生長(zhǎng)的方法獲得。

10.一種p型SiC單晶生長(zhǎng)的坩堝在制備其他摻雜SiC單晶中的應(yīng)用，所述其他摻雜SiC單晶為除p型SiC單晶的其他摻雜SiC單晶。