文章了解如何制备碳化硅晶体4

晶体生长过程主要是控制和调节环境温度和压力。在晶体生长之前，用机械泵和分子泵将生长室抽真空，直到炉内气压达到10 & sup3;Pa; 然后打开中频电源，将炉室加热到1400 ℃ 左右。之后，将高纯氩气充入生长室，使生长室内气压稳定在80kPa左右，继续升温，炉内温度达到晶体生长温度，即2100 ℃ ~ 2300 ℃。保持温度不变，打开阀门，将炉内压力降低到400Pa左右，保持温度和压力不变，使晶体进入稳定生长阶段。生长完成后，将炉内压力提高到1Mpa左右，即标准大气压，将温度降低到室温左右，关闭阀门和电源，完成晶体生长。图2-7为中国科学院上海硅酸盐研究所进行PVT法生长碳化硅晶体实验时，生长室内压力、感应电流和坩埚顶部温度的变化曲线。

碳化硅晶体的生长包括传热、传质、化学反应等过程。炉内温度场分布在很大程度上决定了碳化硅单晶的生长质量和生长速度。准确掌握炉内温度场分布和气相输运过程对获得高质量、大尺寸晶体非常重要，但由于炉膛温度相对较高且处于密闭状态，无法直接观测，一般采用数值模拟的方法进行研究。国内外许多学者对PVT法生长碳化硅单晶的过程进行了模拟，但大多针对小尺寸晶体。随着晶体生长室体积的增加，应考虑 “放大效应”。因此，仍有必要进一步分析大尺寸晶体生长过程中的传热传质现象。

SiC晶体生长动力学

，由q.s.Chen领导的团队基于hertz-knudsen方程，建立了碳化硅晶体生长过程中1451的生长动力学模型。在PVT法生长碳化硅单晶的过程中，粉末分解后的Si、SiC和SiC的气相在轴向温度梯度的作用下输送到晶种中进行再结晶，这就是传质过程。为了描述晶体的生长速率，生长室在两个维度上建模，如图2-8所示，其中粉末源表面的中心为原点，晶种中心与原点之间的距离为L。