升华法生长大直径的SiC单晶

摘要

采用高纯Si粉和C粉在适宜的温度和压力下合成了多晶SiC粉末，在此基础上采用升华法在低压高温下条件下生长了大直径6H-SiC单晶，并根据热力学理论分析了SiC的分解。结果表明，在2300℃附近的生长温度下，Si，Si2C，SiC2是Si-C热力学平衡下的主要物种，其平衡分压比同组分的SiC物种高出3个量级，因而是升华过程中的主要物种，其质量传输过程直接决定SiC的生长。另外，采用光学显微镜观察SiC单晶中的生长缺陷，分析了缺陷成因，提出了碳的包裹体是微管缺陷的重要来源，而调制掺氮可以抑制部分微管在[0001]方向上的延伸，并在此分析基础上调整生长参数，生长出了高质量的6H-SiC单晶。