[发明专利]一种大尺寸碳化硅晶体原位热处理方法

摘要

本发明涉及一种大尺寸碳化硅晶体原位热处理方法，在生长结束后向生长室充压避免晶体烧蚀，之后通过改变热场，即锁定功率、提升线圈、封堵测温孔来实现恒温处理，最后进行定速降温，待炉内温度降至室温结束晶体的原位热处理，封堵测温孔使用自行设计的保温桶测温孔封堵装置，技术效果是，实现晶体生长结束后不取出的原位处理，大幅降低晶体内应力，提高了后续晶片加工成品率；且避免了后续热处理对效率以及电阻率的影响，缩短单锭制备周期1天以上。

主权项

一种大尺寸碳化硅晶体原位热处理方法，其特征在于：热处理方法包括以下步骤：1）、晶体生长完成后（高温低压状态），向生长室慢速充入Ar气，直至将压力升至500mbar以上，以抑制气氛输运，降低晶体的反向升华，防止晶体烧蚀；2）、锁定当前加热功率并将感应线圈(e)上移，即将晶体由热场轴向顶部下移至中部，实现加热中心上移，降低晶体轴向温度梯度，稳定时间1h；3）、进行测温孔（b）的封堵，使用保温桶测温孔封堵装置（a）封堵保温桶（c）测温孔（b），消除生长坩埚（d）顶部散热点，使生长坩埚（d）顶部的晶体处径向温度梯度大幅降低，且由于功率不变而散热降低，使内部温度有所增高，实现升温退火；4）、根据不同晶体导电类型选取恒温退火时间：N型4H晶体退火时间5~10h，HPSI型4H晶体退火时间2~5h；5）、根据不同晶体导电类型选取降温（功率由当前锁定值降至零）时间：N型4H晶体降温时间3~6h，HPSI型4H晶体降温时间2~4h，同时，同类型晶体的降温时间也不相同，一是由晶体生长温度决定；二是不同产品类型对电阻率需求不同，需相应保留不同浓度的点缺陷，因而降温速率不相同；三是此降温时间实为功率降低的时间，不简单等同于实际降温时间，需根据生产实际进行设定与修正，6）、待炉内温度降至室温即可取出大尺寸晶体，其应力低、电阻率均匀，可直接进行后续加工。