[发明专利]一种高纯碳化硅粉料品质的评价方法

说明书

本发明公开了一种高纯碳化硅粉料品质的评价方法。所述评价方法包括如下步骤：取高纯碳化硅粉料，采用测色装置测量其明度值L^*及色度值a^*和b^*；将所得L^*值、a^*值和b^*值代入计算品质因数Δ。本发明基于分光测色原理，并根据高纯碳化硅粉料中各种杂质所导致的碳化硅粉料表观颜色的差异，创造性地构建了品质因数的计算公式，综合反映了碳化硅粉料中N、Al和B等杂质的含量以及碳包裹体的含量，并能半定量的分析碳化硅粉料中的氮含量的高低。品质因数越大，表明碳化硅粉料的品质越好，a^*值越趋近0，表明氮含量越低。采用本发明提供的品质因数和测量所得a^*值可以对高纯碳化硅粉料的品质与氮含量进行快速有效的评估分级。

技术领域

本发明涉及碳化硅检验技术领域，尤其涉及一种高纯碳化硅粉料品质的评价方法。

背景技术

作为目前发展最成熟的宽带隙半导体材料，被广泛应用于电力电子、射频器件、光电子器件等领域。特别是半绝缘碳化硅衬底，其在微波器件领域有着广泛的用途，所述“半绝缘”指的是室温下电阻率大于10⁵Ω·cm。采用半绝缘碳化硅制备的晶体管能够在高达10GHz频率下产生超过GaAs微波部件五倍功率密度的功率。因此，制造出高结晶质量的半绝缘碳化硅衬底才能制备出高性能的微波器件，才能够应用于如蜂窝电话的通信器件以及强大的机载雷达、舰载雷达等应用领域。因此，碳化硅原料的纯度、粒径和晶型等因素对PVT法(物理气相输运法)生长的碳化硅单晶的晶体质量以及后续制作的器件质量均有重要的影响，尤其是碳化硅原料的纯度对生长半绝缘碳化硅晶体而言更是至关重要。

高纯碳化硅原料中杂质含量的高低直接影响着半绝缘碳化硅单晶电阻率的高低，杂质含量越低，碳化硅单晶的电阻率越高。然而在合成的高纯SiC粉料中一般含有N、B、Al等杂质元素，这些杂质在晶体生长过程中不易完全去除并随着晶体生长进入到晶格位置，使碳化硅晶体呈现n型或p型导电特性。因此，需要对高纯碳化硅粉料中的杂质进行检测并进行品质分析。目前，高纯碳化硅粉料品质的评价主要是依据测量杂质元素的含量，杂质元素含量越高，碳化硅粉料的品质越差。杂质元素含量的测量方法主要有两种：二次离子质谱仪(SIMS)和辉光放电质谱仪(GDMS)，虽然上述两种测量方法准确度很高，但是价格昂贵，周期长，不适用于现场快速有效半定性分析碳化硅晶体合成原料的品质。因此，寻找一种可以综合反映高纯碳化硅粉料品质并能半定量分析氮含量高低的快速评价方法，以及时调整和改进高纯碳化硅的合成工艺，加速推进研发进度具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有高纯碳化硅粉料的品质评价方法不能综合反映碳化硅原料的真实品质，且测量费用高，测量周期长的问题，本发明提供一种高纯碳化硅粉料品质的评价方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种高纯碳化硅粉料品质的评价方法，包括以下步骤：

步骤1，取高纯碳化硅粉料，采用测色装置测量其明度值L^*及色度值a^*和b^*；

步骤2，将所得L^*值、a^*值和b^*值代入以下公式计算品质因数Δ，Δ越大说明碳化硅粉料的品质越好；

其中，L^*的取值范围为0～100，a^*的取值范围为-128～0，b^*的取值范围为0～127。

为了进一步提高测量的准确度，步骤1中将高纯碳化硅粉料测量三次，取三次的平均值作为最终L^*、a^*和b^*的测量值，然后代入品质因素的计算公式。