[发明专利]一种碳化硅晶体二次退火方法

说明书

本发明涉及碳化硅晶体再处理方法领域，公开了一种碳化硅晶体二次退火方法。所述方法包括：将碳化硅晶体(6)放入石墨坩埚(4)后，在碳化硅晶体(6)周围填充碳化硅粉末原料(5)，之后将石墨坩埚(4)放入石墨毡缠制得到的保温筒(3)中，得到保温热场，再将保温热场放入退火设备中进行抽真空，之后通入惰性气体或氮气，在惰性气体或氮气保护氛围下，对退火设备进行升温，调整线圈(1)与石墨坩埚(4)的相对位置，使得上测温仪(8)和下测温仪(7)的温差绝对值小于30℃，优选为小于20℃，进一步优选为小于5℃，对退火设备进行降温，降至室温后，取出碳化硅晶体(6)。采用本发明所述的方法，使得碳化硅晶体在二次退火过程中始终处于相对均匀的热场中，进而可以降低碳化硅晶体的应力。

技术领域

本发明涉及碳化硅晶体再处理方法领域，具体涉及一种碳化硅晶体二次退火方法。

背景技术

碳化硅作为第三代半导体材料，具有禁带宽度大、热导率高、饱和电子漂移速率高和击穿场强高等性质，在高温、高频、高压领域有广阔的应用前景。目前，主要采用物理气相传输(PVT)法进行碳化硅单晶生长，为保证单晶尺寸及边缘质量，通常需要生长界面呈微凸形状，晶体中心温度低于晶体边缘温度。

由于碳化硅晶体在生长过程处于不均匀热场中，使得碳化硅晶体内部各部分之间相互约束，因不能自由膨胀收缩而产生应力，而应力的存在导致碳化硅晶体在加工过程中容易开裂。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的碳化硅晶体在生长过程处于不均匀热场中，导致生长得到的碳化硅晶体有较大应力的问题，提供了一种碳化硅晶体二次退火方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种碳化硅晶体二次退火方法。所述方法包括以下步骤：

(A)将石墨毡缠制得到保温筒，其中，所述保温筒包括上下两个测温孔；

(B)将碳化硅晶体放置于石墨坩埚中，并在碳化硅晶体周围填充碳化硅粉末原料；

(C)将步骤(B)中装有碳化硅晶体和碳化硅粉末原料的石墨坩埚放入步骤(A)所述保温筒中，得到保温热场；

(D)将步骤(C)所述保温热场放入退火设备中进行抽真空，之后通入惰性气体或氮气；

(E)在惰性气体或氮气保护氛围下，对退火设备进行升温，调整线圈与石墨坩埚的相对位置，使得上测温仪和下测温仪的温差绝对值小于30℃，优选为小于20℃，进一步优选为小于5℃；

(F)对退火设备进行降温，降至室温后，取出碳化硅晶体。

优选的，在步骤(A)中，所述测温孔直径为5-50mm。

优选的，在步骤(B)中，所述碳化硅粉末原料的粒径为100-3000um。

优选的，在步骤(D)中，抽真空之后，退火设备中压力小于10Pa。

优选的，在步骤(D)中，充入惰性气体后，退火设备中压力为50000-70000pa。

优选的，在步骤(D)中，所述惰性气体为Ar或He。

优选的，在步骤(E)中，当所述上测温仪的温度达到700℃以上时，根据上测温仪和下测温仪的温差调整线圈与石墨坩埚的相对位置。

优选的，在步骤(E)中，当所述上测温仪的温度达到1500℃以上时，根据可编程逻辑控制器调整线圈与石墨坩埚的相对位置。

优选的，在步骤(F)中，退火设备降温速率为50-200℃/h。

优选的，在步骤(F)中，退火设备降温时间为5-30h。