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一種顆粒狀碳化硅單晶的生長方法與流程

文檔序號:12168869閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種顆粒狀碳化硅單晶的生長方法,其特征在于,包括以下步驟:

(1)在多孔石墨板上涂覆高碳含量聚合物,在聚合物涂層上均勻布置SiC籽晶顆粒,保證SiC籽晶顆粒緊密附著在聚合物涂層上;

(2)將上述多孔石墨板水平放入真空加熱爐,真空度保持在1Pa-5×104Pa之間,加熱升溫至50℃-150℃,保溫一段時間,繼續升溫至200℃-300℃;

(3)將步驟(2)中的多孔石墨板放入真空炭化爐,按一定升溫速率逐步升溫至1000℃至1500℃,使聚合物中小分子釋放,逐步石墨化,在多孔石墨板表面形成石墨層;

(4)將處理后的多孔石墨板非涂覆面固定在坩堝上蓋上,SiC粉料放于石墨坩堝底部,坩堝上蓋與SiC粉料相對放置,放入感應加熱爐進行SiC單晶生長;

(5)在SiC單晶生長過程中,生長溫度保持在1800℃-2400℃,生長壓力1×10-4Pa-1×104Pa,爐內通入惰性氣體;

(6)SiC粉料升華生成Si、Si2C 和 SiC2等氣相組分,氣相組分逐步在SiC籽晶顆粒上沉積,得到顆粒狀SiC單晶。

2.如權利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長方法,其特征在于,所述步驟(1)中,所述高碳含量聚合物的含碳量高于50%,包括但不限于酚醛樹脂、糠醛樹脂、環氧樹脂、聚酰亞胺。

3.如權利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長方法,其特征在于,所述步驟(1)中,所述聚合物涂層的厚度為5um-100um。

4.如權利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長方法,其特征在于,所述步驟(1)中,所述多孔石墨板的材質為孔隙率≥20%的多孔石墨。

5.如權利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長方法,其特征在于,所述步驟(1)中,所述聚合物涂層可以部分或者全部覆蓋多孔石墨板表面。

6.如權利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長方法,其特征在于,所述步驟(1)中,所述SiC籽晶顆粒直徑≤1mm,SiC顆粒晶型為4H、6H、3C、15R中的一種;所述聚合物涂層上均勻布置的SiC籽晶顆粒之間的距離≥10mm。

7.如權利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長方法,其特征在于,所述步驟(2)中,繼續升溫至200℃-300℃的升溫速率低于100℃/h。

8.如權利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長方法,其特征在于,所述步驟(3)中,所述石墨層孔隙率小于5%。

9.如權利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長方法,其特征在于,所述步驟(4)中,處理后的多孔石墨板非涂覆面與坩堝上蓋的固定方式為機械方式或者粘結方式。

10.如權利要求所述的顆粒狀碳化硅單晶的生長方法,其特征在于,所述步驟(5)中,所述惰性氣體為氬氣或氦氣。

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