[发明专利]用于生长碳化硅单晶的方法

权利要求书

1.一种通过使碳化硅单晶衬底与包含C的溶液接触而用于在所述衬底上生长碳化硅单晶的方法，所述包含C的溶液通过在石墨坩埚中加热和熔融Si并且将C从所述石墨坩埚溶入到包含Si的熔体中来制备，所述方法包括：

通过将C溶入到包含Cr和X的所述熔体中来制备所述包含C的溶液，使得所述熔体的总组成中Cr的比例为30至70原子％，并且所述熔体的总组成中X的比例为1至25原子％，其中X由Sn、In和Ga中的至少一种元素组成；和

由所述溶液生长所述碳化硅单晶。

2.根据权利要求1所述的方法，其中向所述熔体添加X，使得X的比例为1-20原子％。

3.根据权利要求1所述的方法，其中X是Sn。

4.根据权利要求3所述的方法，其中向所述熔体添加Sn，使得Sn的比例为3至25原子％。

5.根据权利要求4所述的方法，其中向所述熔体添加Sn，使得Sn的比例为5至20原子％。

6.根据权利要求1所述的方法，其中X是In。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中X是Ga。

8.根据权利要求7所述的方法，其中向所述熔体添加Ga，使得Ga的比例为5至20原子％。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中Si、Cr和X在所述石墨坩埚中被加热至比固相线温度高的温度，以提供所述溶液。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中将Cr和X同时放入所述石墨坩埚中。

11.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中仅由所述石墨坩埚供给C。

12.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中继续加热所述石墨坩埚以熔融包含Si、Cr和X的源材料，并且从所述石墨坩埚溶出C，并且在所述溶液中的碳浓度达到所述溶液中的碳化硅饱和浓度之后使所述碳化硅单晶衬底与所述溶液接触。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中：

通过为所述溶液提供5至50℃/cm的温度梯度的温度梯度法来冷却所述溶液；和

使所述碳化硅单晶衬底周围的所述溶液过冷却至2100℃至1600℃的温度，使得所述溶液中溶解的碳化硅在所述溶液中过饱和，由此在所述单晶衬底上生长所述碳化硅单晶。

14.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中所述溶液通过控制加热装置来冷却，使得所述碳化硅单晶衬底周围的所述溶液过冷却至2100℃至1600℃的温度，并且所述溶液中溶解的碳化硅在所述溶液中过饱和，由此在所述单晶衬底上生长所述碳化硅单晶。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述碳化硅单晶衬底周围的所述溶液过冷却至2100℃至1800℃的温度，使得所述溶液中溶解的碳化硅在所述溶液中过饱和。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述碳化硅单晶衬底周围的所述溶液过冷却至约1980℃的温度，使得所述溶液中溶解的碳化硅在所述溶液中过饱和。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述碳化硅单晶衬底周围的所述溶液过冷却，并且保持在恒定的温度，使得所述溶液中溶解的碳化硅在所述溶液中过饱和。

18.一种用于生长碳化硅单晶的方法，包括：

通过在加热坩埚的同时使C溶入到所述坩埚中的包含Si、Cr和X的熔体中来制备包含C的溶液，其中X为Sn、In和Ga中的至少一种元素；和

使碳化硅单晶衬底与所述溶液接触以在所述碳化硅单晶衬底上生长所述碳化硅单晶，

其中在所述熔体的总组成中Cr的比例为30至70原子％，并且所述熔体的总组成中X的比例为1至25原子％。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述坩埚是石墨坩埚。