[发明专利]一种碳化硅晶体的制造方法及装置

说明书

本发明公开了一种碳化硅晶体的制造方法及装置，其属于晶体生长技术领域，碳化硅晶体的制造方法包括采用溶液生长法在碳化硅籽晶的硅面偏轴生长碳化硅晶体，得到预制晶体，所述偏轴生长是指所述碳化硅籽晶的生长面与形成的所述碳化硅晶体的{0001}面具有夹角；对所述预制晶体进行切割，并得到优质籽晶；采用溶液生长法在所述优质籽晶的碳面生长碳化硅晶体，得到最终碳化硅晶体。本发明提供的碳化硅晶体的制造方法及装置制造得到的碳化硅晶体存在较少的微管，且能够大幅减少螺型位错和刃型位错，还能够减少基面位错，进而能够保证碳化硅器件的性能。

技术领域

本发明涉及晶体生长技术领域，尤其涉及一种碳化硅晶体的制造方法及装置。

背景技术

碳化硅是一种宽禁带半导体材料，以碳化硅单晶衬底制作的器件具有耐高温、耐高压、高频、大功率、抗辐射、效率高等优势，在射频、新能源汽车等领域具有重要的应用价值。

现有技术中，碳化硅晶体的生长方法通常为物理气相传输法。具体地，物理气相传输法是指在真空环境下通过感应加热的方式加热碳化硅粉料，使其升华产生包含Si、Si₂C、SiC₂等不同气相组分的反应气体，并通过固-气反应产生碳化硅单晶。该方法制造的碳化硅单晶存在含有较多微管、位错等缺陷，影响碳化硅器件的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化硅晶体的制造方法及装置，得到的碳化硅晶体存在较少的微管，且能够大幅减少螺型位错和刃型位错，还能够减少基面位错，进而能够保证碳化硅器件的性能。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种碳化硅晶体的制造方法，包括如下步骤：

S10、采用溶液生长法在碳化硅籽晶的硅面偏轴生长碳化硅晶体，得到预制晶体，所述偏轴生长是指所述碳化硅籽晶的生长面与形成的所述碳化硅晶体的{0001}面具有夹角；

S20、对所述预制晶体进行切割，并得到优质籽晶；

S30、采用溶液生长法在所述优质籽晶的碳面生长碳化硅晶体，得到最终碳化硅晶体。

可选地，步骤S20包括：

S201、切割所述预制晶体的碳化硅晶体，得到过渡籽晶及混合晶体，所述混合晶体中的所述碳化硅晶体的高度大于或等于预设高度；

S202、对所述过渡籽晶进行研磨抛光处理，得到所述优质籽晶。

可选地，在步骤S202中，将所述过渡籽晶切片处理并得到多个过渡籽晶片，对每个所述过渡籽晶片进行研磨抛光处理，得到多个所述优质籽晶；

在步骤S30中，采用溶液生长法在多个所述优质籽晶的碳面分别生长碳化硅晶体，得到多个最终碳化硅晶体。

可选地，所述预设高度的计算公式为：h＝D×tan(θ)，其中，h表示预设高度，D表示碳化硅籽晶的直径，θ表示所述碳化硅籽晶的生长面与形成的所述碳化硅晶体的{0001}面的夹角，tan(θ)表示θ的正切值。

可选地，所述碳化硅籽晶的生长面与形成的所述碳化硅晶体的{0001}面形成的所述夹角的角度位于2度～10度之间。

可选地，所述溶液生长法具体步骤为：将助熔剂置于坩埚中，利用感应加热的方式熔化所述助熔剂，将碳化硅籽晶置于所述助熔剂的液面，所述碳化硅晶体在所述碳化硅籽晶下方的固液界面处生长。

可选地，所述助熔剂包括Si元素及Ti、Cr、Sc、Ni、Al、Co、Mn、Mg、Ge、As、P、N、O、B、Dy、Y、Nb、Nd、Fe中的一种或多种元素。

一种碳化硅晶体的制造装置，用于实施上述的碳化硅晶体的制造方法，所述碳化硅晶体的制造装置包括：