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[发明专利]一种大直径碳化硅单晶的双感应加热生长装置及生长方法-CN202310654545.3在审
发明人： 谢雪健;王兴龙;徐现刚;陈秀芳;杨祥龙;彭燕;胡小波 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-06-01 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本发明属于晶体生长技术领域，具体涉及一种大直径碳化硅单晶的双感应加热生长装置及生长方法。所述双感应加热生长装置包括石墨坩埚、第一感应加热线圈、第二感应加热线圈；所述第一感应加热线圈和所述第二感应加热线圈设置于所述石墨坩埚的外周；所述第一感应加热线圈位于所述第二感应加热线圈上方；所述第一感应加热线圈与所述第二感应加热线圈互不重合；所述第一感应加热线圈对应的感应电源频率为30～100kHz，所述第二感应加热线圈对应的感应电源频率为1～10kHz。本发明采取不同频率的感应加热线圈相互耦合，有效改善了碳化硅籽晶处的径向温度梯度，并保持较低的加热功率，提高了大直径碳化硅单晶生长质量，降低了生产成本。
一种直径碳化硅感应加热生长装置方法

[发明专利]一种基于多孔宽禁带半导体材料的高温大功率超级电容器及其制备方法-CN202210167128.1有效
发明人：王守志;吕松阳;谢雪健;张雷;王国栋;徐现刚 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-02-23 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： H01G11/26 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于多孔宽禁带半导体材料的高温大功率超级电容器及其制备方法，它包括正极、负极、隔膜和电解液，正极、负极为多孔宽禁带半导体单晶，正极、负极叠加在一起，正极、负极之间设置有隔膜隔，电容器内部填充电解液，为对称型超级电容器。本发明的大功率超级电容器同时具有优异的高温稳定性和出色的功率密度，更优的比电容量和高温容量保持率，能够在150℃高温下稳定服役，远高于目前大多数超级电容器使用温度，同时兼具高的能量‑功率密度(测试基于多孔N掺杂4H‑SiC单晶片超级电容器在高温环境下的储能性能，结果显示在150℃的高温下，器件的最大能量密度达到4.63μWh cm‑2，最大功率密度达到67.5mW cm‑2)。
一种基于多孔宽禁带半导体材料高温大功率超级电容器及其制备方法

[发明专利]一种大直径SiC单晶生长装置及生长方法-CN202210227495.6有效
发明人： 谢雪健;胡国杰;徐现刚;彭燕;胡小波;陈秀芳;王兴龙 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-03-08 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种大直径SiC单晶生长装置及生长方法，包括石墨保温毡、坩埚、感应线圈和电阻加热器，其中，所述坩埚置于石墨保温毡中，感应线圈位于石墨保温毡外侧，电阻加热器位于石墨保温毡内部，且位于坩埚的顶部或/和底部。采用感应加热及电阻加热相结合的加热方式，单晶生长系统的温度控制以感应电源加热为主，电阻加热为辅。在单晶生长过程和晶体高温退火过程中，通过调节感应加热和电阻加热器的功率比例，分别构建出近平微凸和平温场，获得大直径高质量SiC单晶。
一种直径 sic 生长装置方法

[发明专利]4H-SiC单晶中掺杂均匀性的检测方法-CN202310381102.1在审
发明人：杨祥龙;邵宏宇;陈秀芳;谢雪健;彭燕;胡小波;徐现刚 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-04-11 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G01N21/63 文献下载
摘要：本申请提供了一种4H‑SiC单晶中杂质均匀性的间接检测方法，该方法利用寿命测试设备对碳化硅晶片表面进行激光注入，使晶片内产生电子‑空穴对，随后撤去外界光注入根据电导率的变化获得少子寿命分布Mapping图像。由于在晶体中影响寿命分布的主要因素是N杂质和深能级之间的作用，所以可以根据晶面上寿命区域的不均匀性来间接判断晶片整体的杂质分布。本申请提供的方法，不仅可以快速获得关于晶片杂质的均匀性，并且该方法操作简单、消耗时间少。
sic 单晶中掺杂均匀检测方法

[发明专利]一种提高碳化硅粉料利用率的方法-CN202310384078.7在审
发明人： 谢雪健;王兴龙;陈秀芳;徐现刚 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-04-06 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种提高碳化硅粉料利用率的方法。本发明的方法中采用一种特定的隔离筒，通过使用设定尺寸的隔离筒进行碳化硅单晶生长，有效改善了粉料内部的温度分布，降低了粉料内部的轴向温度梯度以及径向温度梯度，抑制了碳化硅粉料在坩埚中心区域结晶的问题，同时也对粉料表面的结晶现象具减轻作用，提高了碳化硅粉料的利用率。同时巧妙地将坩埚壁的热量经热传导方式传递到SiC粉料的传热形式转换为将坩埚壁的热量经热辐射的形式传递到隔离筒的传热形式，一定程度上减少了由于SiC粉料粒度波动等因素对坩埚壁‑SiC粉料热传导的影响，提高了坩埚壁向坩埚中心传热的效率和碳化硅粉料中的温度均匀性，降低了加热系统所需能耗，降低了碳化硅单晶生产成本。本发明中的方法，与目前生长工艺相兼容，便于推广使用。
一种提高碳化硅利用率方法

[发明专利]一种准本征半绝缘碳化硅单晶的制备方法-CN202111524463.4有效
发明人：张福生;胡国杰;肖龙飞;谢雪健;徐现刚;陈秀芳;彭燕;仲光磊;张家鑫 -专利权人：山东大学
申请日： 2021-12-14 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种准本征半绝缘碳化硅单晶的制备方法，该方法通过采用高纯碳化硅粉料并以碳化硅籽晶的硅面作为生长面，在高温下快速生长具有超高纯度和高缺陷密度的碳化硅晶棒，再通过高温加热‑极速冷却方法，将生长的超高纯度碳化硅晶棒裂解成超高纯碳化硅单晶质颗粒粉料，然后进行氢钝化处理，用于制备准本征半绝缘碳化硅单晶材料。通过本发明方法，能够获得高质量半绝缘电学性能稳定的准本征碳化硅单晶体。本发明制备的准本征半绝缘碳化硅单晶可以更好地应用在5G通讯、相控阵雷达、毫米波探测等领域，使得器件的尺寸更小、功率密度更高。
一种绝缘碳化硅制备方法

[发明专利]一种重掺杂p型SiC单晶及其生长方法和应用-CN202310162514.6在审
发明人： 谢雪健;仲光磊;陈秀芳;徐现刚 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-02-23 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： C30B29/36 文献下载
摘要：本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种重掺杂p型SiC单晶及其生长方法和应用。本发明利用铝、氮元素构成的化合物或固溶体作为一类掺杂源和其它p型掺杂源作为二类掺杂源来进行Al‑N共掺。进一步的，在SiC粉料区中放置AlN材料作为一类掺杂源，使其分解时提供相同摩尔比的Al原子和N原子，进而实现N源与Al源同步释放，起到维持重掺杂晶体的单一晶型；放置Al4C3、Al2O3、Al等作为二类掺杂源，来提供额外的Al元素来实现n[Al]:n[N]在1.2～3.0的范围内，保证生长的晶体是单一晶型的p型SiC。得到p型SiC单晶具有Al掺杂浓度不低于7×1019cm‑3、电阻率不高于0.200Ω·cm、摇摆曲线半峰宽不超过60弧秒中的一个或多个特征，可应用于智能电网、光伏发电、大功率电力电子器件等领域。
一种掺杂 sic 及其生长方法应用

[发明专利]一种氮化镓/金属氧化物复合电极材料及制备方法和应用-CN202211660156.3在审
发明人：王守志;吕松阳;张雷;王国栋;谢雪健;徐现刚 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-12-23 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： H01G11/30 文献下载
摘要：本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种氮化镓/金属氧化物复合材料及制备方法和应用。本发明首先将GaN单晶晶片进行腐蚀，得到多孔GaN单晶薄膜；然后将所述单晶薄膜浸泡于金属盐水溶液中，经水热反应、烧结得到氮化镓/金属氧化物复合电极材料；将电极材料与导电剂、粘结剂混合研磨，加入N‑甲基吡咯烷酮制得浆料，再将浆料涂覆在集流体上，即得用于组装超级电容器的工作电极。本发明的氮化镓/金属氧化物复合电极材料具有较大的比表面积和丰富的活性位点，有利于在化学储能过程中促进电解液的吸附和充分反应，并减少电极材料在大电流冲击下的体积膨胀和材料结构的坍塌；所得超级电容器具有较大的能量密度、可观的比容量和优异的倍率性能且具有超长的循环寿命。
一种氮化金属氧化物复合电极材料制备方法应用

[发明专利]一种p型SiC单晶生长的坩埚及方法-CN202310026577.9在审
发明人： 谢雪健;仲光磊;徐现刚;陈秀芳;王得胜;胡小波;孙丽 -专利权人：山东大学
申请日： 2023-01-09 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本发明属于半导体技术领域，涉及一种p型SiC单晶生长的坩埚及方法。包括上坩埚、下坩埚和连接杆，连接杆为中空结构，连接杆的一端与上坩埚的下端开口连通，连接杆的另一端与下坩埚的上端开口连通，上坩埚内下部设置内埚，内埚开口向上，内埚侧壁高度小于上坩埚侧壁高度，内埚内的空间为SiC粉料放置区，内埚上方的上坩埚内的空间为SiC单晶生长区，内埚与上坩埚之间形成缝隙，上坩埚下端开口通过所述缝隙与SiC单晶生长区连通，上坩埚的上盖设置为能够使保护气从上坩埚的上盖进入至上坩埚内。本发明能够有效降低掺杂源的温度，使掺杂源缓慢释放，提高了掺杂源释放的均匀性，有效解决了掺杂源集中释放导致晶体晶型不稳、质量劣化的问题。
一种 sic 生长坩埚方法

[发明专利]一种低成本、高产率SiC单晶的生长方法-CN202110670356.6有效
发明人： 谢雪健;徐现刚;彭燕;陈秀芳;杨祥龙;胡小波 -专利权人：山东大学
申请日： 2021-06-17 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： C30B11/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种低成本、高产率SiC单晶的生长方法，该方法采用双侧生长坩埚进行，所述的双侧生长坩埚包括坩埚体，坩埚体内设置有两个纵向间隔的多孔石墨片，多孔石墨片将坩埚体的内腔分割成左夹层、生长腔和右夹层，本发明的生长方法采用双侧生长坩埚进行，在坩埚的两个夹层放置SiC粉料，使SiC籽晶的两个面均存在一定浓度的SiC生长气相组分，有效避免了晶体高温生长时籽晶分解的现象，降低大直径SiC籽晶粘接不良导致的SiC单晶合格率低的问题，大大提高了SiC单晶的制备效率，降低了SiC单晶成本。制备的SiC单晶质量优于或相当于现有技术制备的SiC单晶质量，能够用于新能源汽车、光伏发电、5G通讯等领域。
一种低成本高产 sic 生长方法

[发明专利]一种SiC单晶衬底及其制备方法与应用-CN202210119968.0有效
发明人： 谢雪健;徐现刚;王守志;陈秀芳;彭燕;杨祥龙;胡小波 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-01-28 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： C30B25/00 文献下载
摘要：本发明属于新材料技术及晶体生长技术领域，涉及一种SiC单晶衬底及其制备方法与应用。其制备方法为：在生长坩埚内设置SiC源材料和SiC籽晶，SiC籽晶位于SiC源材料的上方，再将生长坩埚置于真空条件下，通入载气，然后加热并依次进行籽晶表面成核处理和单晶生长处理，降温；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。本发明制备的SiC单晶衬底部件具有高电导率、高孔隙率，而且操作简单、易于工业化生产。
一种 sic 衬底及其制备方法应用

[发明专利]一种碳化硅单晶生长方法及碳化硅单晶-CN202211312028.X在审
发明人： 谢雪健;王兴龙;徐现刚;陈秀芳;胡小波 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-10-25 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本发明属于晶体生长技术领域，提供了一种碳化硅单晶生长方法及碳化硅单晶。其中，该方法包括选用设定粒径的碳化硅粉料作为碳化硅单晶生长的原料，均匀摊铺在加热容器底部，将碳化硅籽晶粘接在加热容器顶部；将加热容器放入单晶生长设备后，密封单晶生长设备，对单晶生长设备内部进行抽真空处理；对抽真空处理后的单晶生长设备的内部进行加热，向单晶生长设备内充入载气至预设生长压力，当加热至设定生长温度后，保温预设时间进行晶体生长；其中生长压力与碳化硅粉料粒度有关，粉料粒度越大，生长压力越小；当晶体生长完成后，对单晶生长设备的内部进行降温，向单晶生长设备内充入载气至预设冷却压力，自然冷却晶体，得到碳化硅单晶。
一种碳化硅生长方法

[发明专利]一种无定位边的SiC衬底加工及使用方法-CN202210438634.X在审
发明人： 谢雪健;徐现刚;陈秀芳;胡小波 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-04-25 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本发明提出了一种无定位边的SiC衬底加工方法，包括：对SiC晶体的外圆进行定向；晶体切割；切割取片：将切割片从切割底座中烤片，取出并标记切割片的头片或尾片的碳硅面，并将切割片清洗以去除表面残留的切削液；头、尾片定向：对SiC晶体的头、尾切割片进行定向，验证标记的切割片头片或尾片的[1‑100]、[11‑20]方向；非头尾片定向：将非头尾片与头片和/或尾片重叠放置，使其刀痕重合，然后沿晶片的偏轴方向进行定向，确定晶片的偏轴方向和极性面；碳/硅面标、晶向标记；将标记后的晶片进行后续工艺处理，得到无定位边的SiC衬底。本发明中制备的无定位边SiC衬底作为籽晶或基板生长SiC晶体或外延片时，能够有效降低晶体中微管、应力等缺陷，大幅度提高材料的质量。
一种定位 sic 衬底加工使用方法

[发明专利]一种高掺杂均匀性p型SiC的生长方法-CN202210221527.1在审
发明人：陈秀芳;仲光磊;谢雪健;彭燕;杨祥龙;胡小波;徐现刚 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2022-07-26 - 主分类号： C30B23/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种高掺杂均匀性p型SiC的生长方法，该方法首先制备含掺杂元素的SiC晶粒或SiC多晶块，通过SiC晶粒或多晶块锁住掺杂元素法来实现掺杂元素的均匀持续释放，密封掺杂元素的SiC晶粒或多晶块作为生长源，可极大的提高掺杂元素在晶锭轴向和径向上掺入的均匀性，得到p型SiC，减缓生长过程掺杂元素的掺入不均匀性，提高晶体质量。
一种掺杂均匀 sic 生长方法

[发明专利]一种体块碳化硅单晶内部应力检测方法-CN202210179190.2在审
发明人： 谢雪健;胡小波;陈秀芳;彭燕;徐现刚 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-02-25 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： G01N23/20008 文献下载
摘要：本发明涉及一种体块碳化硅单晶内部应力检测方法，包括：将待检测的体块SiC单晶样品表面进行定向操作，获取SiC样品表面的晶面；对获取的所述SiC样品表面的晶面进行中子衍射测试，得到测试结果；将所述测试结果中的衍射峰与无应力晶体中对应晶面的衍射峰进行比较，得到SiC晶体不同方向上的应变值，并通过坐标转换得出样品坐标系中的应变张量，最后计算出所述体块SiC单晶中的应力大小与分布。本发明方法采用的中子在SiC单晶中的穿透能力强，穿透能力可达厘米量级，通过对SiC晶体进行中子衍射，能够获得SiC单晶内部不同方向的应力分布。
一种碳化硅内部应力检测方法

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