【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体涉及一种提高pvt法碳化硅单晶生长速率的生长方法。
技术介绍
1、碳化硅具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率好、饱和电子漂移速率快等优异的物理和化学性能，是继硅、砷化镓之后的典型的第三代半导体材料，在高温、高频、大功率器件和深紫外光电子器件领域具有十分广阔的应用，尤其在电动汽车(xev)、轨道交通(rail)和电机驱动(motordriving)领域占比迅速增加，因此被看作是半导体材料领域最有前景的材料之一。
2、目前，商用碳化硅衬底的主流生长方法是物理气相传输法（简称pvt），其具体的生长方法为：在坩埚顶部放置籽晶，在坩埚底部添加粉料，将坩埚热场放置于晶体生长炉内，坩埚底部温度高，顶部温度低，通过控制温度和压力，使底部粉料逐渐升华，传输至顶部籽晶处凝华结晶，从而实现碳化硅单晶的生长。目前该方法已经成为行业的主流方法，并实现了规模生产。
3、但是目前pvt法生长碳化硅单晶还存在着单晶生长速率慢，单晶长度短的问题。这是因为碳化硅升华不是按化学计量比升华，升华气氛中富硅，造成坩埚底部残留大量碳，升华气氛在凝华后会富余更多硅，富余硅会降低碳化硅生长速率，也会腐蚀石墨坩埚，引入碳包裹体等缺陷。为解决这一问题，研究团队提出碳化钽（tac）、碳化钨（wc）、碳化铌（nbc）等高熔沸点涂层的使用，能够有效提高晶体生长质量，减少缺陷和位错的产生，但涂层的应用，使得晶体生长速率严重受阻，生长周期延长（高达15-20天），所生长晶锭厚度较薄（仅1-1.5cm左右可切片），这就使得碳化硅单晶生长成本居高
4、针对碳化硅单晶生长过程中，生长速率较慢，碳硅比不平衡，晶锭厚度较薄等问题，本专利技术提供了一种提高pvt法碳化硅单晶生长速率的生长方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种提高pvt法碳化硅单晶生长速率的生长方法，通过提高晶体生长速率，压缩晶体生长周期，降低成本，提高晶体生长厚度，增加产能，达到降本增效的目的。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种提高pvt法碳化硅单晶生长速率的生长方法，在碳化硅pvt生长过程中在气氛中引入co分压，以co为传输剂，提高碳化硅粉中碳组分传输效率，从而提高碳化硅单晶生长速率。
3、优选的，所述co的引入方法包括直接通入co或反应生成co。
4、优选的，所述反应生成co的方法包括加入高熔沸点固体氧化物或通入外加气体。
5、优选的，所述高熔沸点固体氧化物为二氧化硅、氧化锆或氧化钽中的一种。
6、优选的，所述外加气体为氩氧混合气体、氦氧混合气体、co2、水蒸气、乙醇、甲醇、h2o2、臭氧、碳酸中的一种。
7、在本专利技术中，在高纯碳化硅粉料中加入少量的高熔沸点固体氧化物，能够在高温下分解出氧化物中的氧，使其能与正在分解的富碳的碳化硅粉料反应，从而产生co。
8、通过外加气体时，需要在气体通路内放置碳粉或石墨，通过导气管通入含o元素单质气体或者可气化物质，如o3、氩氧/氦氧等稀有气体与氧气的混合气，高温下，o3或o2与高纯碳粉或石墨反应生成co。
9、通入含有c、h、o三种或两种元素的可气化的化合物时，如co2、水蒸气，这类化合物可以直接与高纯碳粉或石墨反应生成co。其中，co2在高温下与碳反应生成co；h2o与碳反应生成co和h2。
10、如乙醇、甲醇、h2o2、碳酸等含氧有机物化合物，高温分解产生co2和h2o(g)或其中一种，产生的co2和h2o(g)与高纯碳粉或石墨反应生成co。其中，乙醇、甲醇高温分解产生co；h2o2在高温下分解水蒸气和氧气，水蒸气和氧气与碳反应生成co；碳酸高温分解产生co2和水，与碳反应产生co。
11、因此，本专利技术提供了一种提高pvt法碳化硅单晶生长速率的生长方法，与现有方法相比较，解决了碳化硅单晶生长过程中，生长速率较慢，碳硅比不平衡，晶锭厚度较薄的问题，提高了晶体生长速率，缩短了晶体生长周期，降低了成本，提高了晶体生长厚度，增加了产能。
12、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种提高PVT法碳化硅单晶生长速率的生长方法，其特征在于：在碳化硅PVT生长过程中在气氛中引入CO分压，以CO为传输剂，提高碳化硅粉中碳组分传输效率，从而提高碳化硅单晶生长速率。
2.根据权利要求1所述的一种提高PVT法碳化硅单晶生长速率的生长方法，其特征在于：所述CO引入方法包括直接通入CO或反应生成CO。
3.根据权利要求2所述的一种提高PVT法碳化硅单晶生长速率的生长方法，其特征在于：所述反应生成CO的方法包括加入高熔沸点固体氧化物或通入外加气体。
4.根据权利要求3所述的一种提高PVT法碳化硅单晶生长速率的生长方法，其特征在于：所述高熔沸点固体氧化物为二氧化硅、氧化锆或氧化钽中的一种。
5.根据权利要求3所述的一种提高PVT法碳化硅单晶生长速率的生长方法，其特征在于：所述外加气体为氩氧混合气体、氦氧混合气体、CO2、水蒸气、乙醇、甲醇、H2O2、臭氧、碳酸中的一种。
【技术特征摘要】
1.一种提高pvt法碳化硅单晶生长速率的生长方法，其特征在于：在碳化硅pvt生长过程中在气氛中引入co分压，以co为传输剂，提高碳化硅粉中碳组分传输效率，从而提高碳化硅单晶生长速率。
2.根据权利要求1所述的一种提高pvt法碳化硅单晶生长速率的生长方法，其特征在于：所述co引入方法包括直接通入co或反应生成co。
3.根据权利要求2所述的一种提高pvt法碳化硅单晶生长速率的生长方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐永宽，刘俊平，陈建丽，马文成，齐小芳，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：
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