[发明专利]一种高质量n型碳化硅及其制备方法

权利要求书

1.一种高质量n型碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤：

（1）组装阶段：将原料放置在坩埚的高温区，籽晶放置在坩埚的低温区；

（2）加热阶段：将组装完成的坩埚置于长晶炉内，对所述长晶炉进行加热和抽真空；

（3）长晶阶段：将含有氮源气体和惰性保护气体的混合气体通入到所述长晶炉内，控制所述长晶炉至所需的压力，在所述籽晶上生长n型碳化硅晶体；

其中，随着n型碳化硅晶体的长晶面下移，逐渐提高氮源气体在混合气体的体积分数，所述氮源气体在混合气体的体积分数的提高比率为0.05~1%/mm；

且随着n型碳化硅晶体的长晶面下移，逐渐提高长晶炉的长晶压力，所述长晶压力的提高比率为5~50Pa/mm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮源气体在混合气体的体积分数的提高比率为0.1~0.5%/mm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，长晶阶段刚开始时，调控氮源气体在混合气体的体积分数为2~20%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，调控氮源气体在混合气体的体积分数为5~10%。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述长晶压力的提高比率为20~30Pa/mm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，长晶阶段刚开始时，控制长晶压力为500~2000Pa。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，长晶阶段中，控制长晶温度为1800~2400K，长晶时间为150~300h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，控制长晶温度为2000~2200K，长晶时间为180~240h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮源气体选自氮气、氨气和有机胺类中的至少一种；和/或所述惰性气体选自氦气、氖气和氩气中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮源气体为氮气。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述长晶炉与充气体装置连接，所述充气体装置用于将含有氮源气体和惰性保护气体的混合气体通入到长晶炉内，

所述充气体装置包括氮源气体存储罐、惰性气体存储罐和气体混合机构，所述氮源气体存储罐和惰性气体存储罐分别通过管路与气体混合机构连通，所述氮源气体存储罐和气体混合机构连通的管路上设置有氮源气体流量控制器，所述惰性气体存储罐和气体混合机构连通的管路上设置有惰性气体流量控制器。