[发明专利]一种重掺杂p型SiC单晶及其生长方法和应用

权利要求书

1.一种重掺杂p型SiC单晶的生长方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将SiC粉料放置到生长坩埚底部的SiC粉料放置区；将一类掺杂源和二类掺杂源混合后放置在SiC粉料的中心或边缘，混合后的掺杂源中铝原子和氮原子的摩尔比为1.2～3:1；将SiC籽晶放置在坩埚顶部，拧紧坩埚上盖；

S2、将坩埚置于单晶生长炉中，生长室抽真空；开启加热电源，通入保护气体，进行单晶生长；生长结束后通入保护气体至大气压，降温至室温，得到重掺杂p型SiC单晶。

2.如权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述一类掺杂源为铝、氮元素组成的化合物或固溶体一种或多种，所述二类掺杂源包括p型元素的单质和氧化物、硅化物、碳化物中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述一类掺杂源为AlN，所述AlN的粒径为3-20mm。

4.如权利要求1所述的生长方法，其特征在于，步骤S1中，当一类掺杂源的粒径为10-20mm，将混合后的掺杂源放置在粉料边缘来促进分解；当一类掺杂源的粒径在3-10mm且小于10mm时，将混合后的掺杂源放置在SiC粉料中心，保证稳定释放。

5.如权利要求2所述的生长方法，其特征在于，所述二类掺杂源为Al元素的单质和Al元素的氧化物、硅化物、碳化物的一种或多种。

6.如权利要求1所述的生长方法，其特征在于，SiC粉料表面距离SiC籽晶的距离为40-100mm。

7.如权利要求1所述的生长方法，其特征在于，所述保护气体包括氩气、氦气、氢气中的一种或多种，单晶生长的生长压力为20-50mbar，单晶生长时上盖温度为2000-2500℃，单晶生长时保温时间为30-200h。

8.一种重掺杂p型SiC单晶，其特征在于，通过权利要求1-7任一项所述的生长方法获得。

9.如权利要求8所述的重掺杂p型SiC单晶，其特征在于，所述重掺杂p型SiC单晶包括4H-SiC、6H-SiC或15R-SiC单晶中的一种或多种；

所述重掺杂p型SiC单晶具有Al掺杂浓度不低于7×10¹⁹cm^-3、电阻率不高于0.200Ω·cm、摇摆曲线半峰宽不超过60弧秒中的一个或多个特征。

10.权利要求8-9任一项所述的重掺杂p型SiC单晶在航空、航天探测、新能源汽车、5G通信、智能电网、光伏发电、大功率电力电子器件领域中的应用。