【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化硅晶体生长，具体涉及一种碳化硅晶体及其制备方法。
技术介绍
1、碳化硅是最重要的第三代半导体材料之一，因其具有禁带宽度大、饱和电子迁移率高、击穿场强大、热导率高等优异性能，被广泛应用于电力电子、射频器件、光电子器件等领域。目前物理气相输运(pvt)法是生产碳化硅单晶的主要生长方法，即在高温下使碳化硅原料升华产生的气相源输运至籽晶处重新结晶而成。
2、随着技术的进步，近年来，在增大晶体直径、消除外来多型夹杂物和微管等方面取得了重大进展。然而，碳化硅晶体中仍存在位错密度高、残余应力大、碳包裹物存在等缺陷。其中，碳包裹物是不可忽视的缺陷，是晶体生长过程中微管和外来多型的重要来源，碳包裹物的存在会大大降低碳化硅的晶体质量，限制碳化硅基器件的优异性能。
3、因此，提供一种减少碳包裹物的碳化硅晶体的制备方法，对提高碳化硅的晶体质量、提升碳化硅基器件的性能至关重要。
技术实现思路
1、鉴于以上现有技术的缺点，本专利技术提供一种碳化硅晶体及其制备方法，以改善碳化硅晶体中碳包裹物缺陷的问题。
2、为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供一种碳化硅晶体的制备方法，至少包括以下步骤：
3、以金属箔密封包裹富硅物质；
4、将包裹有所述富硅物质的金属箔放入盛有碳化硅粉料的坩埚内，并将所述坩埚置于生长设备内；
5、在真空下将所述生长设备升温至第一预设温度，对所述碳化硅粉料进行预热处理；
6、将所述生长设备
7、将所述生长设备冷却至室温，获得碳化硅晶体。
8、在本专利技术一示例中，所述金属箔为耐高温材料，所述金属箔选自金箔、银箔、铜箔、钽箔、钛箔、钼箔、钨箔中的任意一种。
9、在本专利技术一示例中，所述富硅物质包括二氧化硅、碳化硅、聚碳硅烷、聚硅氧烷、聚硅烷中的至少一种。
10、在本专利技术一示例中，所述富硅物质的质量占所述碳化硅粉料质量的15％至30％。
11、在本专利技术一示例中，以金属箔密封包裹富硅物质后的形状为圆盘形、圆柱形或者环形。
12、在本专利技术一示例中，将包裹有所述富硅物质的金属箔放入盛有碳化硅粉料的坩埚内，包括以下步骤中的至少一种：将包裹有所述富硅物质的金属箔均匀放置在所述坩埚的底部；将包裹有所述富硅物质的金属箔以长条状均匀放置于所述坩埚内；将包裹有所述富硅物质的金属箔集中放置在所述坩埚的中心。
13、在本专利技术一示例中，在真空下加热至第一预设温度，对所述碳化硅粉料进行预热处理，包括：对所述生长设备抽真空至1pa以下，然后升温至第一预设温度，并在所述第一预设温度下保持8h至12h，其中，所述第一预设温度为1200℃至1600℃。
14、在本专利技术一示例中，将所述生长设备的温度升至第二预设温度，包裹有所述富硅物质的金属箔释放富硅气相，以进行碳化硅晶体生长，包括：待所述预热处理结束后，向所述生长设备内通入惰性保护气体，以将炉内压力调节至碳化硅晶体的生长压力；将所述生长设备的温度由所述第一预设温度升至第二预设温度，包裹有富硅物质的金属箔胀开，释放其中的富硅气相，进行碳化硅晶体生长；其中，所述第二预设温度为2100℃至2400℃。
15、在本专利技术一示例中，所述惰性保护气体为氩气、氮气、或者二者组成的混合气体。
16、本专利技术另一方面提供一种碳化硅晶体，所述碳化硅晶体采用上述任一项制备方法制备而成。
17、本专利技术碳化硅晶体的制备方法，采用包裹富硅物质的耐高温金属箔作为生长粉料的添加物，先对原料进行预热处理，以降低原料生长初期富硅气相含量，降低初期碳包裹物缺陷出现的概率；生长中后期，包裹有富硅物质的耐高温金属箔作为后期硅源，以稳定生长气氛中si/c比，减少中后期碳包裹物的形成。采用本专利技术的制备方法可以显著降低碳化硅晶体中的碳包裹物缺陷，提高碳化硅晶体的质量。
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1.一种碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，所述金属箔为耐高温材料，所述金属箔选自金箔、银箔、铜箔、钽箔、钛箔、钼箔、钨箔中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，所述富硅物质包括二氧化硅、碳化硅、聚碳硅烷、聚硅氧烷、聚硅烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，所述富硅物质的质量占所述碳化硅粉料质量的15％至30％。
5.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，以金属箔密封包裹富硅物质后的形状为圆盘形、圆柱形或者环形。
6.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，将包裹有所述富硅物质的金属箔放入盛有碳化硅粉料的坩埚内，包括以下步骤中的至少一种：
7.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，在真空下加热至第一预设温度，对所述碳化硅粉料进行预热处理，包括：对所述生长设备抽真空至1Pa以下，然后升温至第一预设温度，并在所述第一预设温度下保持8h
8.根据权利要求1所述碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，将所述生长设备的温度升至第二预设温度，包裹有所述富硅物质的金属箔释放富硅气相，以进行碳化硅晶体生长，包括：
9.根据权利要求8所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，所述惰性保护气体为氩气、氮气、或者二者组成的混合气体。
10.一种碳化硅晶体，其特征在于，采用权利要求1至9任一所述的制备方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，所述金属箔为耐高温材料，所述金属箔选自金箔、银箔、铜箔、钽箔、钛箔、钼箔、钨箔中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，所述富硅物质包括二氧化硅、碳化硅、聚碳硅烷、聚硅氧烷、聚硅烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，所述富硅物质的质量占所述碳化硅粉料质量的15％至30％。
5.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，以金属箔密封包裹富硅物质后的形状为圆盘形、圆柱形或者环形。
6.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制备方法，其特征在于，将包裹有所述富硅物质的金属箔放入盛有...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈豆，马远，潘尧波，
申请(专利权)人：中电化合物半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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