[发明专利]一种碳化硅籽晶重复循环利用的方法、装置

权利要求书

1.一种碳化硅籽晶重复循环利用的方法，其特征在于，包括：

提供碳化硅晶锭的穹顶部分，其中，所述穹顶部分具有穹顶弧面和相对的切割面，所述切割面的直径大于在后续形成的碳化硅晶圆的直径；

将所述穹顶部分作为碳化硅籽晶，所述穹顶部分的穹顶弧面作为晶体生长面，为生长碳化硅单晶提供结构模板，进行碳化硅单晶生长。

2.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶重复循环利用的方法，其特征在于，所述穹顶部分的缺陷密度要求包括：所述穹顶部分的碳化硅晶型唯一，无裂纹，无碳夹杂区域，微管密度小于0.1/cm²,总位错密度小于5000/cm²。

3.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶重复循环利用的方法，其特征在于，所述穹顶弧面上包括唯一生长小平面；将所述穹顶部分作为碳化硅籽晶，所述穹顶部分的穹顶弧面作为晶体生长面，为生长碳化硅单晶提供结构模板，进行碳化硅单晶生长具体包括：

将所述穹顶部分作为碳化硅籽晶，所述穹顶部分的穹顶弧面作为晶体生长面，所述生长小平面作为晶体生长的形核起始位置，为生长碳化硅单晶提供结构模板，进行碳化硅单晶生长。

4.根据权利要求3所述的碳化硅籽晶重复循环利用的方法，其特征在于，将所述穹顶部分作为碳化硅籽晶，所述穹顶部分的穹顶弧面作为晶体生长面，所述生长小平面作为晶体生长的形核起始位置，为生长碳化硅单晶提供结构模板，进行碳化硅单晶生长的步骤具体包括：

对所述穹顶部分的切割面进行处理；提供石墨坩埚，所述石墨坩埚中装有碳化硅原料，将处理后的穹顶部分作为碳化硅籽晶固定在所述石墨坩埚中，其中，所述穹顶部分的穹顶弧面面向所述碳化硅原料；对所述石墨坩埚进行加热处理，使得所述碳化硅原料升华到所述穹顶部分的穹顶弧面上，所述穹顶弧面作为晶体生长面，所述生长小平面作为晶体生长的形核起始位置，为生长碳化硅单晶提供结构模板，从所述生长小平面开始生长出新的碳化硅单晶。

5.根据权利要求4所述的碳化硅籽晶重复循环利用的方法，其特征在于，对所述穹顶部分的切割面进行处理的步骤具体包括：

对所述穹顶部分的切割面进行平滑处理，在平滑处理后的切割面上形成碳膜；或者，对所述穹顶部分的切割面进行平滑处理，将平滑处理后的切割面通过粘接层粘接在石墨籽晶托上，形成籽晶结构。

6.根据权利要求5所述的碳化硅籽晶重复循环利用的方法，其特征在于，对所述穹顶部分的切割面进行平滑处理的步骤具体包括：

对所述穹顶部分的切割面进行研磨和抛光；

对研磨抛光后的切割面进行清洗，去除表面颗粒物、有机污染物和金属污染物。

7.根据权利要求4所述的碳化硅籽晶重复循环利用的方法，其特征在于，对所述石墨坩埚进行加热处理，使得所述碳化硅原料升华到所述穹顶部分的穹顶弧面上，所述穹顶弧面作为晶体生长面，所述生长小平面作为晶体生长的形核起始位置，为生长碳化硅单晶提供结构模板，从所述生长小平面开始生长出新的碳化硅单晶的步骤具体包括：

对所述石墨坩埚进行加热，使得所述石墨坩埚的温度以每分钟3~6度的速率缓慢上升到1500~1800度，通氩气和刻蚀气体对所述穹顶弧面进行刻蚀，以去除表面的缺陷，暴露出晶体生长所需的原子台阶；

通氩气和掺杂气体保持所述石墨坩埚内的压力为100~800Pa，继续加热，使得所述穹顶弧面的温度达到2000~2200度，使得所述穹顶弧面跟所述石墨坩埚的底部存在100~200度的轴向温度梯度，通过轴向温度梯度控制所述石墨坩埚底部的碳化硅原料升华形成Si_xC_y基团并向所述穹顶弧面进行输送，所述穹顶弧面作为晶体生长面，所述生长小平面作为晶体生长的形核起始位置，为生长碳化硅单晶提供结构模板，以200~500um/hr的速率在所述穹顶弧面上的所述生长小平面开始生长碳化硅单晶；

生长结束后，再以每分钟1~3度的速率缓慢的降温，通氩气保持所述石墨坩埚内部的压力为10K~80KPa，以释放晶体应力，最终在所述穹顶弧面上生长出新的碳化硅单晶。