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[发明专利]一种籽晶粘接结构及其提高籽晶粘接均匀性的方法-CN202111638964.5有效
发明人：王亚哲;徐所成;陈鹏磊;姚秋鹏;程周鹏;皮孝东 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2021-12-29 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种籽晶粘接结构及其提高籽晶粘接均匀性的方法，依次包括压块，籽晶，定位环，所述定位环上设有导热系数不同的第一导热层，第二导热层与第三导热层，导热系数沿籽晶中心径向到边缘呈减小趋势。本发明通过利用导热系数不同的导热层，分区域热压，使得胶水固化的时候气泡从中心开始向边缘能有序的排出，避免了中心区域气泡无法排除而聚集的现象。通过本发明的方法制备的籽晶，其胶水的均匀性得到了很大的改善。
一种籽晶结构及其提高均匀方法

[实用新型]碳化硅单晶生长用坩埚以及碳化硅单晶生长系统-CN202222705733.8有效
发明人：皮孝东;熊慧凡;宋立辉;徐所成;杨德仁 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-10-13 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本申请公开了一种碳化硅单晶生长用坩埚以及碳化硅单晶生长系统，其中，碳化硅晶体生长用坩埚包括坩埚本体，所述坩埚本体形成有料槽，所述料槽的上端具有挡板，所述挡板用于控制碳化硅升华时的气流方向和缓解碳化硅升华时的气体流速。以此缓解碳化硅生长时小平面效应的影响，减小生长得到的晶锭凸率，减少热应力的产生。
碳化硅生长坩埚以及系统

[发明专利]一种优化碳化硅籽晶表面初期成核的方法-CN202111385909.X有效
发明人：王亚哲;徐所成;陈鹏磊;姚秋鹏;程周鹏;皮孝东 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2021-11-22 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： C30B29/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种优化碳化硅籽晶表面初期成核的方法，在初期成核阶段，在第一预设时间内，将生长腔室内的压力降低至生长压力，并同时将生长腔室内的温度升高1％‑2％；待生长腔室内的压力降低到生长压力后，在第二预设时间内，将生长腔室内的温度降低至生长温度，通入生长晶体所需的气体，进行正常生长。本发明在生长初期饱和压较大的情况下，通过提高籽晶表面的温度来抑制籽晶表面在非平衡状态下的成核概率，进而增加平衡状态下在籽晶表面成核的概率，以此达到高质量碳化硅单晶的生长目标。
一种优化碳化硅籽晶表面初期成核方法

[实用新型]一种新型石墨加热器-CN202221662886.2有效
发明人：王亚哲;徐所成;皮孝东;陈鹏磊;姚秋鹏;程周鹏 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2022-06-29 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： H05B6/36 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种新型石墨加热器，包括多个相互独立的加热线圈，多个所述加热线圈同轴心，且单个加热线圈所在平面与轴心垂直设置，多个所述加热线圈形成的热场用于坩埚的加热与放置，相邻的加热线圈之间设有用于支撑的固定件。本实用新型采用互相平行且相互独立的单匝加热线圈作为基准单元，这样不仅热场更均匀，而且可以根据实验所需的热场梯度可以进行局部范围的精准调控，达到所需的效果，而且由于是石墨线圈，此感应加热器无需水冷，制作工艺的难度大大降低。
一种新型石墨加热器

[发明专利]一种碳化硅籽晶扩径的拼接结构、制作方法及碳化硅晶体-CN202211329730.7在审
发明人：皮孝东;熊慧凡;宋立辉;徐所成;杨德仁 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-10-27 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： B28D5/00 文献下载
摘要：本发明涉及籽晶技术领域，特别涉及一种碳化硅籽晶扩径的拼接结构、制作方法及碳化硅晶体。拼接结构从三个选定好的切割方向对籽晶进行切割，从而保持拼接后的碳化硅晶体各部分处于同一晶向，并且在切割处进行特定的磨角处理，不仅实现了大尺寸籽晶成功拼接，同时也消除裂缝在碳化硅单晶生长中的继承效应。本发明中的拼接结构适用于6英寸衬底到8英寸衬底的扩径，8英寸衬底到12英寸衬底等衬底尺寸扩径。利用该拼接结构扩径生长后的碳化硅晶锭处于同一晶向，减少晶界的产生，且经过磨角处理后，减小拼接处裂缝的影响，保证了生长出晶锭的上部分晶体的质量；并且扩径程度大，满足各种尺寸碳化硅的扩径需求。
一种碳化硅籽晶拼接结构制作方法晶体

[发明专利]一种PVT法生长低阻p型4H-SiC的方法及低阻p型4H-SiC-CN202210879232.3在审
发明人：皮孝东;黄渊超;徐所成;杨德仁 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2022-07-25 - 公布日： 2022-11-29 - 主分类号： C30B29/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种PVT法生长低阻p型4H‑SiC的方法，属于半导体材料领域。本申请主要是采用低温低压(生长温1600℃～1800℃，生长压强约10‑3Pa)生长限制SiC的生长速度小于100μm/h，此时可确保4H‑SiC在Si面生长。并且由于p型杂质Al是占据SiC中Si原子的晶格点位置，所以Al在(0001)Si面的掺杂浓度比在面的高。本申请所制备的p型4H‑SiC电阻率可降低至30mΩcm。
一种 pvt 生长 sic 方法

[发明专利]一种在石墨器件表面制备金属碳化物涂层的方法-CN202210890477.6在审
发明人：皮孝东;许彬杰;王蓉;徐所成;杨德仁 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2022-07-27 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： C04B41/87 文献下载
摘要：本发明公开了一种在石墨器件表面制备金属碳化物涂层的方法，通过电场作用将惰性工作气体电离，产生高能离子轰击金属靶材，将金属原子沉积到石墨器件的衬底表面形成薄膜，以获得致密的金属涂层；将覆盖金属涂层的石墨器件置于惰性工作气体中加热至第一温度并保温，最后随炉冷却，得到表面具有致密金属碳化物涂层的石墨器件。本发明结合了磁控溅射金属钽涂层与高温加热法，利用石墨与钽薄膜的高温反应生成结合力更强的碳化钽涂层，涂层厚度均匀可控，无有害界面反应发生，制备的周期短；并提出了双靶材溅射制备复合涂层的方法。
一种石墨器件表面制备金属碳化物涂层方法

[实用新型]一种PVT生长法中利于稳定热场的装置及石墨坩埚-CN202221094417.5有效
发明人： 徐所成;皮孝东;王亚哲;陈鹏磊;姚秋鹏;程周鹏;杨德仁 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2022-05-09 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种PVT生长法中利于稳定热场的装置及石墨坩埚，包括环状的收集腔体与收集通道，所述收集通道与所述收集腔体连通，所述收集通道与石墨坩埚的紧配处缝隙相配，用于收集石墨坩埚内逃逸的气体。本实用新型在石墨坩埚顶部增加一个收集气氛的石墨装置，本实用新型装置的设计既不影响籽晶附近的温场，又利于收集逃逸出来的碳化硅气氛，由于越往上温度越低，所以逃逸的气氛就会顺着收集通道扩散到与收集通道连通的收集腔体中沉积；结构简单，不会对PVT法生产碳化硅晶体产生影响。
一种 pvt 生长利于稳定装置石墨坩埚

[实用新型]一种有利于生长碳化硅单晶的石墨加热器-CN202221092342.7有效
发明人：王亚哲;徐所成;皮孝东;陈鹏磊;姚秋鹏;程周鹏;杨德仁 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2022-05-09 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： C30B29/36 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种有利于生长碳化硅单晶的石墨加热器，包括侧部加热器与顶部加热器，所述侧部加热器设置于坩埚的外围，所述顶部加热器设置于坩埚的顶部，所述顶部加热器的加热片沿着径向背离中心宽度呈减小趋势，所述侧部加热器的加热片的宽度从底部到顶部呈增大趋势。通过本实用新型的加热器，整个温场的高温线会下移，相比传统的加热器，本实用新型的加热器由于高温线下移会对粉料的利用率更高，也避免了气氛逆流在底部结晶的现象，晶体生长区的径向温度梯度更容易控制，对晶体的形状和质量都有很大的改善。
一种有利于生长碳化硅石墨加热器

[发明专利]一种掺锗改善碳化硅单晶衬底面型参数的方法-CN202210551272.5在审
发明人：王蓉;许彬杰;皮孝东;徐所成;王亚哲;陈鹏磊;杨德仁 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2022-05-18 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种掺锗改善碳化硅单晶衬底面型参数的方法，在物理气相传输法(PVT)生长碳化硅单晶过程中掺入非电活性的锗杂质，锗杂质会钉扎硅核心不全位错，通过位错钉扎效应阻止Si核心不全位错的滑移，抑制单晶衬底在加工过程中的机械应力下的滑移，以实现改善碳化硅单晶衬底面型参数的目的。同时，为了控制生长初期锗的高蒸汽压，防止锗原子在生长表面的团簇效应，并保证生长过程中锗源的持续供应，实现晶体生长过程中的均匀掺杂，本发明使用锗烷(GeH4)气体作为锗的掺杂源，在PVT单晶生长的同时，向生长腔内稳定、均匀地通GeH4气体以实现以上目的。
一种改善碳化硅衬底参数方法

[实用新型]一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构-CN202221096426.8有效
发明人：姚秋鹏;徐所成;皮孝东;王亚哲;陈鹏磊;程周鹏 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2022-05-09 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： C30B29/36 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构，包括生长腔室，生长坩埚与加热器，所述生长坩埚置于所述生长腔室内，所述加热器位于所述生长坩埚与所述生长腔室之间，所述加热器可升降旋转，所述生长坩埚内设有粉料区，所述生长坩埚底部设有可上下升降滑动的石墨块，所述石墨块用于调节粉料区的位置，从而调节粉料区的热场曲线。本实用新型使得传统结构的单一的加热器升降的热场调节方式改由加热器升降与粉料区双重升降结合的热场调节方式，且增加了粉料区的旋转与保留着加热器的旋转功能。通过这样的改变，使得生长过程中的热场的变化变得可控，可以更精细的控制热场的轴径向温度梯度。
一种生长碳化硅石墨电阻炉结构

[发明专利]一种生长高质量碳化硅晶体的装置与方法-CN202210485579.X有效
发明人：王亚哲;皮孝东;徐所成;陈鹏磊;姚秋鹏;程周鹏;沈典宇 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2022-05-06 - 公布日： 2022-07-26 - 主分类号： C30B29/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种生长高质量碳化硅晶体的装置与方法，包括第一加热装置、第二加热装置、生长坩埚内部的第一装料区和第二装料区，中心轴向导热装置，采用分区域装料方式、双区域加热共同耦的方式来进行高质量碳化硅晶体的制备。采用本发明所述的生长方法可以在生长初期有利于进行台阶流生长的模式，在生长后期可以弥补平衡碳硅比，诱导生长区的气流向籽晶方向运动进而稳定生长区域的气氛环境。另外，利用本发明的方法还可大幅度提高原料的利用率，降低生产成本。
一种生长质量碳化硅晶体装置方法

[发明专利]一种保持碳化硅单晶生长温度的方法-CN202210245207.X有效
发明人：韩学峰;皮孝东;杨德仁;王亚哲;徐所成 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2022-03-14 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： C30B29/36 文献下载
摘要：本发明涉及碳化硅单晶生长技术领域，公开了一种保持碳化硅单晶生长温度的方法，包括：对碳化硅单晶生长设备进行建模得到设备模型并对加热实验进行模拟，得到对应每次模拟过程中所述设备模型的碳化硅晶体表面的温度值，计算相邻实验温度值的温度差ΔT；通过碳化硅单晶生长设备进行实际单晶生长，以相应的固定加热功率加热相同所述预定时长直至坩埚盖顶部温度为T1‑ΔT×（i‑1），式中，i=1、2…，从而保持对应的碳化硅晶体表面的温度一致。本发明通过数值模拟计算，通过碳化硅晶体表面温度的变化去校正被测量的坩埚盖表面的温度。从而保证每次实验碳化硅晶体生长的温度一致，从而保证每次生长出来的碳化硅晶体的品质一致。
一种保持碳化硅生长温度方法

[实用新型]一种改善粉源温场的坩埚结构-CN202123375217.5有效
发明人：陈鹏磊;徐所成;王亚哲;姚秋鹏;皮孝东 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2021-12-29 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种改善粉源温场的坩埚结构，包括坩埚本体与配件，所述坩埚本体内部具有粉源，所述配件为规则形状，所述配件用于插入粉源中心处，以增大粉源升华的表面积，所述配件的上端与粉源的上端平齐。本实用新型的坩埚结构可以有效调节碳化硅粉源内部温场，提高了粉源中心温度及粉源的表面积，增大了中心气氛运输速率及整体运输速率，增加晶体生长速度；并且可减少粉料的反向升华和重结晶现象；增加了中心粉源升华速率，降低粉源边缘升华速率，增加晶体凸度，减少坩埚内壁腐蚀，有利于晶体形状的控制及晶体品质的提升。
一种改善粉源温场坩埚结构

[发明专利]一种低位错密度的碳化硅单晶生长方法-CN202210214553.1有效
发明人：王蓉;徐所成;皮孝东;许彬杰;王亚哲;陈鹏磊;杨德仁 -专利权人：浙江大学杭州国际科创中心
申请日： 2022-03-07 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： C30B29/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种低位错密度的碳化硅单晶生长方法，包括以下几个步骤：将碳化硅籽晶粘接于石墨托后放入生长腔室内，进行碳化硅第一阶段生长，形成带贯穿型位错的碳化硅晶体；将生长腔室加热，压强降低，加入含碳气体，通过低速台阶流生长模式进行碳化硅第二阶段生长，在碳化硅表面形成第一缓冲层；停止加入含碳气体，生长腔室内载气恢复至初始状态，提高腔室内压强，进行碳化硅第三阶段生长，第一缓冲层表面形成第二缓冲层；调整腔室压强，进行碳化硅单晶生长；生长完成后，降温、降压，获得低位错密度的碳化硅单晶，本发明通过缓冲层迭代方法调控碳化硅单晶生长过程中的位错演变，降低碳化硅单晶中的位错密度，实现高质量碳化硅单晶的生长。
一种低位密度碳化硅生长方法

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