[发明专利]一种降低大尺寸高质量SiC单晶中微管密度的生长方法

权利要求书

1.一种降低高质量SiC单晶中微管密度的生长方法，包括在单晶炉中采用升华法生长SiC单晶，包括步骤如下：

将SiC粉料放在石墨坩埚的下部，SiC籽晶置于坩埚上部，采用横截面尺寸为2‐6英寸的SiC籽晶，生长前，先抽真空，使生长室真空度在10^-4Pa～10^-2Pa；载气为高纯Ar气，生长压力为5‐50mbar，坩埚上盖温度控制在2100-2400℃，生长速率控制在20-500μm/h，轴向的温度梯度控制在50-200℃/mm，晶体生长时间为40‐100h；采用感应加热方式；

晶体生长20-24h时，向生长室中通入高纯氮气，氮气流量为5‐30sccm，通入时间为2‐10h。间隔20h后，再通入同等流量、相同时间的氮气；周期性地重复此过程，得到间歇性掺氮的SiC单晶；

晶体生长结束后，在氩气的保护下，逐步降低功率，使生长系统的温度缓慢降至室温，降温速率控制在20-100℃/h。

2.根据权利要求1所述的降低高质量SiC单晶中微管密度的生长方法，其特征在于，所述籽晶是4H‐SiC籽晶，生长面为碳面，生长方向为沿c轴[0001]方向。

3.根据权利要求1所述的降低高质量SiC单晶中微管密度的生长方法，其特征在于，周期性地重复通入高纯氮气2‐5次。

4.根据权利要求1所述的降低高质量SiC单晶中微管密度的生长方法，其特征在于，生长室真空度为10^-4Pa，成核速率控制在50-100μm/h，坩埚上盖温度是2300℃，生长压力是50mbar，轴向温度梯度控制在100℃/mm，通入氮气流量是20sccm，每次通氮气时间是5h，晶体生长时间是40-50h，生长结束后降温速率控制在20-30℃/h。

5.根据权利要求1所述的降低高质量SiC单晶中微管密度的生长方法，其特征在于，用所得到的SiC单晶晶片做籽晶，重复所述的生长步骤，得到二代生长的SiC晶体；用所得到的二代SiC单晶晶片做籽晶，再一次重复所述生长步骤，进行三代生长后，所得SiC晶体微管密度小于0.5个/cm²。

6.一种降低高质量SiC单晶中微管密度的生长方法，包括采用权利要求1‐4任一项所述的降低高质量SiC单晶中微管密度的生长方法制备的SiC单晶做籽晶，籽晶微管密度不超过2个/cm²，重复所述的生长步骤，获得二代SiC单晶，以此二代SiC单晶做籽晶，继续重复以上所述的降低SiC单晶中微管密度的生长方法的步骤，获得三代SiC单晶，按此循环6-8代，获得几乎无微管的SiC单晶。