一种直径8英寸及以上尺寸高质量SiC籽晶的制备方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN110541199A

(43)申请公布日2019.12.06

(21)申请号CN201910962902.6

(22)申请日2019.10.11

(71)申请人山东大学

地址250199山东省济南市历城区山大南路27号

(72)发明人谢雪健陈秀芳徐现刚彭燕杨祥龙胡小波

(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司

代理人王素平

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种直径8英寸及以上尺寸高质量

SiC籽晶的制备方法

(57)摘要

本发明涉及一种直径8英寸及以上

尺寸高质量SiC籽晶的制备方法。该方法

包括：小尺寸SiC晶片或SiC晶体切割，

拼接，磨削、抛光，然后进行同质外延生

长；所述同质外延生长分两个阶段进行：

(1)侧向外延：在圆形拼接SiC籽晶拼接缝

隙处进行侧向外延生长以填充拼接缝隙，

(2)表面外延：在拼接缝隙填充完成后，改

变生长条件，促进籽晶的(0001)面生长速

率，大幅度降低籽晶生长面的缺陷密度，

提高籽晶生长面的结晶质量，获得表面总

厚度变化小、无裂缝、缺陷密度少的8英

寸及以上尺寸的高质量SiC籽晶。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种直径8英寸及以上尺寸的高质量SiC籽晶制备方法，包括：

-切割：提供若干所需形状的小尺寸SiC晶片，或用SiC晶体切割形成小尺寸SiC

晶片并磨削得到所需形状，使晶片的磨削方向偏差小于0.5°；

-拼接：将小尺寸SiC晶片进行紧密拼接，使拼接后SiC籽晶的尺寸大于目标SiC

籽晶尺寸；

-磨削：采用外圆磨床将拼接籽晶进行磨削；得圆形拼接SiC籽晶；然后抛光；

-外延生长：对抛光后的圆形拼接SiC籽晶进行同质外延生长，所述同质外延生长

分两个阶段进行：

(1)侧向外延：在圆形拼接SiC籽晶拼接缝隙处进行侧向外延生长以填充拼接缝隙，

侧向外延温度控制在1200-1500℃，压力为10-50mbar，控制C/Si比为0.95-1.05，

以促进晶体(11-20)、(1-100)面的生长速率，抑制(0001)面的生长速率，实现SiC拼

接籽晶缝隙的侧向外延，填充裂缝；

(2)表面外延：在拼接缝隙填充完成后，改变生长条件，控制生长温度为1500-

1800℃，生长压力80-300mbar，控制C/Si比为0.8-1.2，以促进籽晶的(0001)面生

长速率，实现在圆形SiC籽晶表面上外延一层SiC薄膜，得到无拼接缝隙的大直径

高质量SiC籽晶，直径≥8英寸。

2.如权利要求1所述的SiC籽晶制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

采用上述制备的大直径高质量SiC籽晶进行大直径SiC单晶生长，得到大直径SiC

单晶；然后对大直径高质量SiC单晶进行切割加工，制得多片大直径高质量SiC籽

晶。

3.如权利要求1所述的SiC籽晶制备方法，其特征在于，所述小尺寸SiC晶片或

SiC晶体的表面为lt;0001gt;方向偏lt;11-20gt;方向0～8°；优选的，所述小尺

寸的SiC晶片的切割方向沿lt;11-20gt;或lt;1-100gt;方向，方向偏差小于5°。

4.如权利要求1所述的SiC籽晶制备方法，其特征在于，采用平面磨床磨削SiC晶

体，并在磨削晶体时结合X射线定向仪精确确定磨削方向，使晶体的磨削方向偏

差小于0.5°。

5.如权利要求1所述的SiC籽晶制备方法，其特征在于，所述SiC晶片拼接时，将

SiC晶片的相同晶面拼接到一起；优选的，(11-20)面与(11-20)面拼接到一起，(1-

100)面和(1-100)面拼接到一起；进一步优