[发明专利]一种快速生长大尺寸碳化硅单晶的方法

权利要求书

1.一种快速生长碳化硅单晶的方法，包括步骤如下：

(1)将硅粉和碳粉按摩尔比1∶1混合均匀，平摊在石墨坩埚底部；在硅粉和碳粉混合料的表面放置一个多孔石墨片；

所述硅粉粒度为10-100μm，碳粉粒度为10-100μm；

所述多孔石墨片上孔的尺寸小于硅粉和碳粉的粒度；孔形状为圆形、方形、三角形或其他形状，周期性排列；所述多孔石墨片的孔形的尺寸为5-90μm；

(2)将籽晶固定在石墨坩埚顶部籽晶座上，对生长室抽真空，除去生长室中的氧气和氮气，同时将温度升高到1000℃，然后向生长室通入Ar气，或者Ar气与H₂按体积比为5:1～9:1的混合气体，加热至1600-2000℃，压力控制在800-900mbar，保持反应时间2-5小时，而后开始降温至室温，原位得到适用于SiC单晶生长的SiC源料；

(3)升高温度至2200-2500℃，继续通入Ar气，缓慢降压至10-50mbar，底部粉料升华至籽晶表面，生长30-50小时后，逐渐降温至室温，生长结束，得SiC单晶。

2.如权利要求1所述的快速生长碳化硅单晶的方法，其特征在于步骤(1)中，所述硅粉和碳粉纯度均在99.999％以上。

3.如权利要求1所述的快速生长碳化硅单晶的方法，其特征在于所述多孔石墨片厚度为1-20mm。

4.如权利要求1所述的快速生长碳化硅单晶的方法，其特征在于步骤(2)中，籽晶尺寸为2-6英寸，相应的生长的SiC单晶为2-6英寸。

5.如权利要求1所述的快速生长碳化硅单晶的方法，其特征在于步骤(1)的硅粉和碳粉混合料中还掺入B或Al元素以获得p型SiC单晶。

6.如权利要求1所述的快速生长碳化硅单晶的方法，其特征在于步骤(1)的硅粉和碳粉混合料还掺入V元素，以获得半绝缘型SiC单晶。

7.如权利要求1所述的快速生长碳化硅单晶的方法，其特征在于步骤(3)中通入Ar气的同时还同步通入N₂，Ar气与N₂按体积比为15:1～20:1，以获得n型SiC单晶。