一种改善碳化硅籽晶表面氮化铝单晶形核均匀性的方法
摘要文本
本发明提供了一种改善碳化硅籽晶表面氮化铝单晶形核均匀性的方法，在碳化硅籽晶表面沉积氧化铝薄膜，将带有氧化铝薄膜的碳化硅籽晶倒扣在装有氮化铝原料的碳化钽坩埚上方，在碳化硅籽晶背部负载石墨锭，将碳化钽坩埚连同籽晶、石墨锭置于石墨坩埚加热线圈中上部，经感应炉内的气体置换、感应炉的恒压升温过程和感应炉的冷却和气体置换步骤，实现在碳化硅籽晶表面获得均匀形核的氮化铝单晶。本发明所引入的氧化铝薄膜不仅有效抑制了碳化硅籽晶在高温下的反向升华现象，同时也令氮化铝气相组分在碳化硅籽晶表面的成核模式由常规的气‑固模式向气‑液‑固模式转变，可以显著改善碳化硅籽晶表面氮化铝单晶的形核均匀性。
申请人信息
- 申请人:中国电子科技集团公司第四十六研究所
- 申请人地址:300220 天津市河西区洞庭路26号
- 发明人: 中国电子科技集团公司第四十六研究所
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种改善碳化硅籽晶表面氮化铝单晶形核均匀性的方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202410015422.X |
| 申请日 | 2024/1/5 |
| 公告号 | CN117512543A |
| 公开日 | 2024/2/6 |
| IPC主分类号 | C23C14/35 |
| 权利人 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 |
| 发明人 | 王增华; 程红娟; 赖占平; 王英民; 金雷; 张丽; 殷利迎; 史月增; 高飞 |
| 地址 | 天津市河西区洞庭路26号 |
专利主权项内容
1.一种改善碳化硅籽晶表面氮化铝单晶形核均匀性的方法，其特征在于，步骤如下：步骤一、使用磁控溅射或其他物理和化学方法在碳化硅籽晶表面沉积一层厚度均匀的氧化铝薄膜，制备得到带有氧化铝薄膜的碳化硅籽晶(3)；步骤二、在石墨坩埚(6)内贴壁放置碳化钽坩埚(5)，在碳化钽坩埚(5)内部装填氮化铝原料(4)，将碳化硅籽晶(3)置于碳化钽坩埚上方，氧化铝薄膜的面朝下，将石墨锭(2)置于碳化硅籽晶(3)上方，将上述结构置于石墨感应炉的感应炉线圈(1)中上部；步骤三、关闭感应炉的炉门，将感应炉内气压抽至1×10-6×10Pa，保持低压10-20min后通入高纯氮气，使感应炉内气压达到200 mbar；-4-4 步骤四、将感应炉在5 h内从室温升高至2100-2300 ℃，升温过程维持感应炉内处于500-800 mbar恒压，升温过程中氧化铝薄膜融化为液态，并均匀平铺在碳化硅籽晶表面；步骤五、维持感应炉的温度为：2100-2300 ℃、压力为：500-800 mbar；维持恒温恒压过程100-180 h，在恒温恒压过程中，氮化铝原料(4)在高温作用下发生升华，由固态转变为气态，气态的氮化铝原料(4)发生溶解进入氧化铝中形成液态的铝氧氮，随着气态氮化铝原料(4)不断溶解至饱和，液态铝氧氮中的铝、氮组分在碳化硅表面析出并结晶为氮化铝单晶。