文章了解如何制备碳化硅晶体3

碳化硅晶体制备工艺

PVT主要分为预处理过程和生长过程，预处理过程包括纯化处理、粉末合成和晶种固定三个过程。纯化处理包括晶种纯化、坩埚纯化和设备纯化143]。在晶体生长之前，需要去除籽晶表面的颗粒和金属等杂质; 坩埚由于材料纯度和机械加工等因素，容易产生金属杂质。当坩埚中掺杂金属杂质时，坩埚将被不均匀地加热，这将影响炉内的温度场分布，进而影响长晶体的质量。为了避免这种情况，必须对坩埚进行净化，具体步骤如下:

(1) 鼓风机处理造成的石墨和金属碎屑；

(2) 将坩埚放入沸腾的王水中，以确保其不再含有金属杂质；

(3) 用去离子水煮沸坩埚至中性；

(4) 用无水乙醇使坩埚脱水；

(5) 用真空干燥箱除去坩埚上残留的水和乙醇

除了净化晶种和坩埚外，还需要净化双层石英管，炉盖和其他设备组件。用真空吸尘器将炉内残渣清理干净，一般用无尘布蘸工业酒精擦拭炉盖上的密封圈，以去除密封圈上的氧化层，提高生长腔的密封性能。

SiC粉体的纯度会直接影响晶体的杂质含量，进而决定长晶的成功与否，一般来说，SiC粉体的杂质含量至少要小于0.001%，目前，SiC粉体的合成主要有三种方法，即气相法、液相法和固相法。气相法是利用CH、C、H等气体与作为C和Si源的SiH、SiCl等气体之间的高温反应，制备高纯度、超细的碳化硅粉末。在液相法中，只有溶胶-凝胶法可以合成碳化硅粉体，但制备成本高。固相法中改进的自蔓延高温合成法主要是利用硅源和碳源在1400 ℃ ~ 2000 ℃ 的高温下充分燃烧，最终得到碳化硅粉体产品。该方法具有原料便宜、合成质量好、合成效率高等优点，是目前最常用的制备碳化硅粉体的方法。表2-3显示了三种SiC粉末制备方法的优缺点。成功制备碳化硅粉末后，还必须在长晶之前进行RCA清洗。

晶种通常通过粘合剂固定。首先，将改性酚醛树脂放入乙酸乙酯溶剂中制成粘合剂，将其均匀地涂覆在碳化硅晶种的背面和坩埚盖的下表面。对晶种表面施加压力，挤出粘合层的气泡和多余的粘合剂，然后将坩锅盖放入烘箱中加热并保持温度2小时，最后在氩气环境中碳化粘合剂，在粘合过程中，应注意确保施加的压力均匀，以免应力不均匀和籽晶开裂。

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