[发明专利]一种IVB族原子和铝共掺制备p型4H-SiC的方法有效
| 申请号： | 202110475998.0 | 申请日： | 2021-04-29 |
| 公开（公告）号： | CN113279065B | 公开（公告）日： | 2022-01-11 |
| 发明（设计）人： | 皮孝东;徐所成;王蓉;黄渊超;钱怡潇;杨德仁 | 申请（专利权）人： | 浙江大学杭州国际科创中心 |
| 主分类号： | C30B31/02 | 分类号： | C30B31/02;C30B31/16;C30B29/36 |
| 代理公司： | 杭州裕阳联合专利代理有限公司 33289 | 代理人： | 金方玮 |
| 地址： | 311200 浙江*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 ivb 原子 铝共掺 制备 sic 方法 | ||
1.一种IVB族原子和铝共掺制备p型4H-SiC的方法，其特征在于，所述方法包括：将碳化硅原料与铝源置于同一生长环境中，引入IVB族原子，通入还原气体，进行结晶生长；其中，铝原子的掺杂浓度为2.0×1020cm-3以上，IVB族原子的掺杂浓度为1.0×1017cm-3以上；所述IVB族原子的引入通过含有IVB族原子的固态源或含有IVB族原子的气态源，所述IVB族原子包括Ti、Zr或Hf中的一种，所述IVB族原子的气源包括IVB族原子的氯化物，所述还原气体包括氢气；
所述方法包括以下步骤：
1）在同一生长室内放入碳化硅原料与铝源，放置碳化硅籽晶；
2）对生长室进行抽真空；
3）通入含有IVB族原子的气态源与还原气体，同时加热至第一预设温度；
4）保温一段时间后，继续加热至第二预设温度，持续结晶生长；
5）按照停炉程序进行降温、停炉并取出晶体；
或者，所述方法包括以下步骤：
1）在同一生长室内放入碳化硅原料、铝源与含有IVB族原子的固态源，放置碳化硅籽晶；
2）对生长室进行抽真空；
3）通入还原气体，同时加热至第一预设温度；
4）保温一段时间后，继续加热至第二预设温度，持续结晶生长；
5）按照停炉程序进行降温、停炉并取出晶体。
2.根据权利要求1所述的一种IVB族原子和铝共掺制备p型4H-SiC的方法，其特征在于，所述碳化硅原料为纯度≥99.999%，粒径为100-150μm的碳化硅粉末；所述铝源为纯度≥99.99%，粒径为200-250μm的Al4C3；所述含有IVB族原子的气态源的流量为90-110mL/min，氢气的流量为8-15mL/min。
3.根据权利要求1所述的一种IVB族原子和铝共掺制备p型4H-SiC的方法，其特征在于，所述步骤1）中，所述生长室为石墨坩埚，所述石墨坩埚的圆心处设有另一坩埚，用于放置铝源，所述铝源与所述碳化硅原料的端面平齐并与籽晶的距离为20-40mm。
4.根据权利要求1所述的一种IVB族原子和铝共掺制备p型4H-SiC的方法，其特征在于，所述步骤2）中，生长室抽真空至气压达到10-3~10-4pa。
5.根据权利要求1所述的一种IVB族原子和铝共掺制备p型4H-SiC的方法，其特征在于，所述步骤3）中，第一预设温度为1000-1200℃，升温速率为200℃/h。
6.根据权利要求1所述的一种IVB族原子和铝共掺制备p型4H-SiC的方法，其特征在于，所述步骤4）中，保温时间为2-4h，第二预设温度为2000℃，升温速率为200℃/h；结晶生长时间为3-4天。
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