[发明专利]一种快速制备大尺寸SiC单晶晶棒的方法

摘要

本发明涉及一种快速制备大尺寸SiC单晶晶棒的方法，第一阶段，将小尺寸SiC晶片外形加工为所需外形，将加工后的晶片进行组合拼接排列并固定于石墨籽晶托上；第二阶段，将固定有小晶片组合的籽晶托置于籽晶升华法体系中，选择适宜单晶横向生长的生长条件，使小尺寸晶片间缝隙被横向生长单晶填充，形成完整的大尺寸SiC籽晶；第三阶段，使用第二阶段获取的大尺寸籽晶，进行籽晶升华法生长，最终获取大尺寸碳化硅单晶晶锭，单晶晶锭经外形加工最终获得大尺寸SiC晶棒。本发明的有益效果是：实现SiC单晶晶棒尺寸的快速增加，节省时间和资源；避免了传统扩径生长方法中径向温度梯度过大导致晶体缺陷增殖和开裂问题。

主权项

1.一种快速制备大尺寸SiC单晶晶棒的方法，主要包括小尺寸SiC晶片的切割和组合，大尺寸SiC籽晶的制备及大尺寸SiC单晶生长，其特征在于，步骤如下：(1)选择若干个尺寸小于最终要制备单晶尺寸圆片状SiC晶片，进行切割加工，获得若干所需外形的SiC晶片；(2)将步骤(1)中制备的SiC晶片，进行组合排列形成阵列，并固定带有涂覆层的石墨籽晶托上，其中，晶片阵列所覆盖区域的最大内接圆直径Φ₁与计划制备单晶晶锭的直径Φ₂的差Φ₃(即Φ₃＝Φ₁‑Φ₂)在‑15mm～15mm之间；(3)将固定有小晶片阵列的籽晶托和SiC粉料置于籽晶升华法生长体系中，选择适宜晶体横向生长的生长条件，生长5‑30小时，使横向生长出的SiC单晶完全填充小晶片阵列间的空隙，获得无缝隙的完整大尺寸SiC籽晶；(4)使用步骤(3)制备出的完整大尺寸SiC籽晶进行籽晶升华法生长，获得大尺寸SiC单晶晶锭；(5)使用步骤(4)制备的SiC单晶，进行外形加工，最终获得大尺寸SiC单晶晶棒。