[发明专利]一种SiC单晶衬底及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种SiC单晶衬底在电催化和/或化学储能体系中的应用，其特征是：

所述SiC单晶衬底的制备步骤如下：

装炉：在生长坩埚内底部放置SiC源材料，并在坩埚顶部放置SiC籽晶，将生长坩埚置于生长腔室内；

腔室预处理：采用真空泵对生长腔室抽真空；

籽晶表面成核：在生长室内通入一定的载气使反应室内维持一定的压力，并采用加热装置提高反应室内的温度并稳定一段时间，对SiC籽晶进行预处理，使SiC籽晶生长面发生分解，获得多孔碳化硅籽晶模板；

单晶生长：采用加热装置继续升高生长腔内温度至生长温度，并在生长坩埚内建立一定的温度梯度，同时降低坩埚内的气体压力至生长压力，保持生长温度和生长压力一定时间进行晶体快速生长；

开炉：晶体生长结束后，保持一定的降温速率至室温，得到SiC晶体；

晶体加工：对SiC晶体进行加工，得到双面抛光的SiC衬底；

衬底预处理：对SiC衬底进行湿法腐蚀预处理，进一步提高孔隙率；

其中，SiC源材料的C/Si为(0.5～0.8):1或(1.2～1.5):1；或者，籽晶表面成核处理的载气气氛中，氮气的体积不低于载气体积的50％；或者，SiC源材料内添加p型掺杂剂，p型掺杂剂占SiC粉料的质量分数比为1％～30％，放置于SiC源材料的高温区的p型掺杂剂占总p型掺杂剂的质量分数比为30％～60％。

2.如权利要求1所述的应用，其特征是，SiC籽晶直径为2～8英寸；

或，真空条件的真空度不超过0.1Pa。

3.如权利要求1所述的应用，其特征是，籽晶表面成核处理的载气气氛中，氮气的体积为载气体积的50％～100％。

4.如权利要求1所述的应用，其特征是，n型SiC单晶生长处理时，载气为氮气或氮气与氩气的混合气，混合气中氮气的体积含量为1％～50％；p型SiC单晶生长处理时，载气为氩气、氦气或氩气与氦气的混合气。

5.如权利要求1所述的应用，其特征是，籽晶表面成核处理的压强为100～800mbar，温度为1900～2100℃，成核时间为2～5h；

或，籽晶表面成核处理的压强高于单晶生长处理的压强；籽晶表面成核处理后、单晶生长处理前的降压速率为50～100mbar/h；

或，单晶生长处理前的升温速率为50～100℃/h；

或，单晶生长处理时的温度为2100～2500℃，生长压力为1～50mbar；

或，单晶生长处理时SiC单晶生长时间为10～30h；

或，单晶生长处理后的降温速率为60～300℃/h。

6.如权利要求1所述的应用，其特征是，所述湿法腐蚀的温度为400～600℃，腐蚀时间为1～60min；

湿法腐蚀的腐蚀剂为KOH、NaOH、NaCO₃中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的应用，其特征是，所述SiC单晶衬底的晶型为3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC或15R-SiC。