[发明专利]一种减少石墨包裹物的碳化硅晶体生长方法

说明书

本发明属于碳化硅晶体领域，公开了一种减少石墨包裹物的碳化硅晶体生长方法，所述方法包括以下步骤：(1)在石墨坩埚的粉料区与生长区之间增加多孔石墨制成的多孔石墨圆片；(2)将增加了多孔石墨圆片的石墨坩埚放入单晶生长炉内，抽真空真至1×10‑5‑6×10‑5torr，以1‑8℃/min的升温速率进行加热；(3)当温度升至1000‑1500℃后通入惰性气体，反应室内通入气态硅源SiH4；继续升温至1700‑2000℃；(4)将气压调整至1‑20torr，促使碳化硅晶体进行生长，长晶时长为30‑150小时；(5)以5‑15℃/min的降温速率对炉体进行降温，完成碳化硅晶体生长。本发明解决了晶体生长过程中存在石墨包裹物，影响晶体生长质量的问题，具备操作简单，晶体生长质量好的优点。

技术领域

本发明属于碳化硅晶体制备领域，更具体地涉及一种碳化硅籽晶粘贴剂的制备方法。

背景技术

晶体生长初期，由于此时生长温度较低，生长室内碳化硅气相组分分压较低，生长速度缓慢，原料石墨化还未开始。随着生长的进行，生长室内气相物质压力逐渐增大，原料石墨化逐渐开始，碳化硅粉体中的一部分颗粒发生非化学计量比升华，大部分的硅原子转变为气态硅原子，导致原料石墨化。

石墨化后的细颗粒极可能在生长室内气相物质的对流作用下带到生长面，从而在晶体中开始产生包裹物。由于对流受温度梯度的影响，而生长面中心温度梯度大，大量携带石墨化后的细颗粒气相物质现在中心区域聚集，然后向边缘扩散，从而在晶体中心区域包裹物多，晶体中心边缘区域包裹物少。

石墨化易造成晶格畸变产生应力，碳包裹体会诱发微管、位错、层错等缺陷，严重影响到碳化硅衬底质量进而影响外延层质量和器件性能，在器件制作中也容易导致出现漏电失效等风险。

发明内容

为解决现有技术中晶体生长过程中存在石墨包裹物，影响晶体生长质量的问题，本发明提供一种碳化硅籽晶粘贴剂的制备方法。

本发明采用的具体方案为：一种减少石墨包裹物的碳化硅晶体生长方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在石墨坩埚的粉料区与生长区之间设置多孔石墨制成的多孔石墨圆片；

(2)将增加了多孔石墨圆片的石墨坩埚放入单晶生长炉内，抽真空真至1×10^-5-6× 10^-5torr，以1-8℃/min的升温速率进行加热；

(3)当温度升至1000-1500℃后通入惰性气体，向反应室内通入气态硅源SiH₄；继续升温至1700-2000℃；

(4)将气压调整至1-20torr，促使碳化硅晶体进行生长，长晶时长为30-150小时；

(5)以5-15℃/min的降温速率对炉体进行降温，完成碳化硅晶体生长。

所述惰性气体为氩气、氮气中的一种。

所述步骤(3)中通入惰性气体的温度为1200-1300℃。

所述步骤(5)的降温速率为7-12℃/min。

所述步骤(2)的升温速率为2-7℃/min。

所述步骤(4)的长晶时长为60-120小时。

所述多孔石墨圆片采用低密度石墨制成密度为0.4-1.0g/cm³，气孔率为40％-70％的圆片。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：