[发明专利]基于硅的熔融组合物和使用其的SiC单晶的制造方法

权利要求书

1.一种基于硅的熔融组合物，包含：

硅、碳、和金属，所述金属对于由以下式(1)定义的溶解度参数(C_si^sol)满足0.70≤C_si^sol≤1.510，

其中通过溶液法使用所述基于硅的熔融组合物形成SiC单晶：

C_si^sol＝A-B+μ₁-μ₂ 式(1)

在式(1)中，A是在包含金属原子和碳原子的硅晶格中的包含硅原子、碳原子、和金属原子的第一评估晶格的第一能量(A)；B是在包含金属原子的硅晶格中的包含硅原子和金属原子的第二评估晶格的第二能量(B)；μ₁是作为常数值的-5.422，其是通过具有金刚石晶体结构的硅的总能量除以在单元晶格中存在的硅原子的数目而获得的化学势；μ₂是作为常数值的-9.097，其是通过具有金刚石晶体结构的碳的总能量除以在单元晶格中存在的碳原子的数目而获得的化学势；以及

其中所述金属包括至少两种金属，

其中第一种选自由镍(Ni)、铪(Hf)、镓(Ga)、和钽(Ta)组成的第一组，并且第二种选自由铝(Al)、钽(Ta)、和铪(Hf)组成的第二组。

2.根据权利要求1所述的基于硅的熔融组合物，其中：

所述金属对于由式(1)定义的所述溶解度参数(C_si^sol)满足0.72≤C_si^sol≤1.36。

3.根据权利要求1所述的基于硅的熔融组合物，其中：

基于总计为100重量份的硅，所述金属的含量为25重量份至85重量份。

4.根据权利要求1所述的基于硅的熔融组合物，其中：

所述金属的含量为20原子％至50原子％。

5.一种SiC单晶的制造方法，所述制造方法包括：

准备SiC籽晶，

制备包含硅、碳、和金属的熔融溶液；以及

过冷却所述熔融溶液以在所述SiC籽晶上生长SiC单晶，

其中所述金属对于由下列式(1)定义的溶解度参数(C_si^sol)满足0.70≤C_si^sol≤1.510，

C_si^sol＝A-B+μ₁-μ₂ 式(1)

在式(1)中，A是在包含金属原子和碳原子的硅晶格中的包含硅原子、碳原子、和金属原子的第一评估晶格的第一能量(A)；B是在包含所述金属原子的硅晶格中的包含硅原子和金属原子的第二评估晶格的第二能量(B)；μ₁是作为常数值的-5.422，其是通过具有金刚石晶体结构的硅的总能量除以单元晶格中存在的硅原子的数目而获得的化学势；μ₂是作为常数值的-9.097，其是通过具有金刚石晶体结构的碳的总能量除以单元晶格中存在的碳原子的数目而获得的化学势；以及

其中所述金属包括至少两种金属，

其中第一种选自由镍(Ni)、铪(Hf)、镓(Ga)、和钽(Ta)组成的第一组，并且第二种选自由铝(Al)、钽(TA)、和铪(Hf)组成的第二组。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其中：

所述金属对于由式(1)定义的所述溶解度参数(C_si^sol)满足0.72≤C_si^sol≤1.36。

7.根据权利要求5所述的制造方法，其中：

基于总计为100重量份的硅，所述金属的含量为25重量份至85重量份。

8.根据权利要求5所述的制造方法，其中：

所述金属的含量为20原子％至50原子％。