CN118147754A - 一种长晶熔体、碳化硅单晶的制备方法和碳化硅单晶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及碳化硅单晶生产技术领域，特别涉及一种长晶熔体、碳化硅单晶的制备方法和碳化硅单晶，其中长晶熔体包括单质碳和混合溶剂。混合溶剂包括熔融状态的单质硅和助溶剂，且单质碳在预设温度下溶于混合溶剂形成饱和状态的长晶熔体，此时长晶熔体中的硅碳活度比aSi/aC为30‑40中的任一值，应用这种长晶熔体进行碳化硅单晶的生长，得到的碳化硅晶体溶剂夹杂和多晶夹杂较低，可以稳定生长具有较高质量的碳化硅单晶。
Description
技术领域
本发明涉及碳化硅单晶生产技术领域，特别涉及一种长晶熔体、碳化硅单晶的制备方法和碳化硅单晶。
背景技术
第三代半导体材料碳化硅具有更高饱和漂移速度和更高的临界击穿电压等突出优点，广泛应用于功率器件、高频器件、高温工作器件等领域。常用的碳化硅晶片的制备方法主要是通过液相法使籽晶延伸生长。将单质碳在高温下溶于液态的单质硅和助溶剂至饱和，形成长晶熔体。通过温度梯度，使接触碳化硅籽晶的长晶熔体内的碳处于过饱和状态，从而在籽晶处析出，携带出硅原子，实现碳化硅晶体的生长。
但是，以现有长晶熔体生长出的晶体存在质量不稳定的情况。目前提高碳化硅晶体质量的方法主要通过调整长晶熔体的参数实现，例如：调整助溶剂的组成成分、调整原料的配比以及调整最大温度。然而，这些因素调整带来的晶体质量的变化是不可控的，有较大可能对晶体质量造成不利影响，不利于获得质量稳定的碳化硅晶体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在反应前即可判断晶体质量的碳化硅单晶生长方法、这种方法应用的长晶熔体以及制备得到的碳化硅单晶。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种长晶熔体，包括混合溶剂和溶于所述混合溶剂的单质碳，所述混合溶剂包括熔融状态的单质硅和助溶剂，所述长晶熔体的温度为预设温度时，所述单质碳处于饱和状态，且其内的硅碳活度比aSi/aC为30-40中的任一值。
可选地，所述助溶剂包括单质铬，所述混合溶剂中所述单质铬的摩尔比为35％-55％中的任一值。
可选地，所述助溶剂还包括掺杂金属，所述掺杂金属为铝、锡、钪和钴中的一种或多种。
可选地，所述混合溶剂中所述掺杂金属的摩尔百分比为大于0且不大于10％的任一值。
本发明还提供了一种应用上述长晶熔体的制备碳化硅单晶的制备方法，包括：
在坩埚内形成所述长晶熔体并保温，使容置于所述坩埚底部的所述长晶熔体的温度为所述预设温度，并使所述长晶熔体的温度从所述坩埚底部至所述长晶熔体的液面处递减；
使籽晶与所述长晶熔体的液面接触，将所述籽晶以预设旋转速度在水平面内旋转，并以预设提拉速度竖直向上提拉，至提拉高度达到预设晶片厚度，得到碳化硅单晶。
可选地，所述使籽晶底部与所述长晶熔体的液面接触包括：
将籽晶竖直下沉至其底部沉入所述长晶熔体的液面内，静置预设时间，得到单晶面。
可选地，所述坩埚内所述长晶熔体与固态碳接触，所述固态碳溶于所述混合溶剂后转化为所述单质碳。
可选地，所述坩埚为石墨坩埚。
可选地，所述预设旋转速度为60rpm-80rpm中的任一值，所述预设提拉速度为100μm/h-200μm/h中的任一值，所述坩埚的底部至顶部的温度变化率为每毫米下降0.2℃-0.5℃中的任一值。
本发明还提供了一种应用上述制备方法制备得到的碳化硅单晶。
根据本发明的第一方面，在长晶熔体的体系中，单质碳在预设温度下的熔体底部始终保持在饱和状态，硅碳活度比aSi/aC过高即意味着碳的活度过低，这会导致生长界面处碳的供应无法满足该处过饱和度，在碳化硅晶体析出时会由于单质碳供应不足导致溶剂的夹杂，使晶体的外观无法呈现六边形且出现沟壑结构。当硅碳活度比aSi/aC过低时，会导致长晶熔体内碳的供应远大于生长界面所需的过饱和度，碳在未到达生长界面处即发生自发形核，产生微小晶体，这种晶体附着于籽晶表面，使碳化硅晶体发生多型夹杂，降低晶体质量。硅碳活度比aSi/aC适中时，有助于碳化硅在生长界面稳定生长，降低碳化硅晶体中溶剂和多晶的夹杂，提高晶体质量。
进一步地，在混合溶剂中添加单质铬，有助于提高碳在溶剂中的溶解度，并提高碳的平衡浓度，以及其平衡浓度的温度依赖性，有助于通过长晶熔体内的温度梯度促进碳化硅的生长，通过对混合溶剂中铬的含量进行限定，不仅可以保证混合溶液的溶碳能力和籽晶的润湿能力，还能确保溶液具有适中的流动性，从而满足传质能力的需求，也有助于控制碳的溶解度，进而控制长晶熔体中的硅碳活度比aSi/aC。
进一步地，在混合溶剂中添加掺杂元素可以改变碳化硅晶体的生长速率和生长模式。当掺杂元素被引入到溶剂中时，有助于控制晶体生长速率，可以减少晶体表面的不规则性，从而降低台阶高度，从而降低晶体缺陷，提高晶体质量。
进一步地，掺杂元素含量过高会破坏晶体的周期性结构，引入额外的应力和缺陷，从而降低晶体的结构完整性。因此，限定掺杂元素的添加量有助于提高晶体质量。
根据本发明的第二方面，使容置于坩埚底部的长晶熔体的温度为预设温度，此时长晶熔体中单质碳处于饱和状态。将长晶熔体的温度控制为从坩埚底部到液面处递减，使液面处的长晶熔体中单质碳处于过饱和状态。籽晶与长晶熔体的液面接触，并在水平面内旋转，使溶质再分配更加均匀，促进了溶质传输，从而使过饱和的单质碳携带硅原子以籽晶为晶核析出为晶胚，实现单晶外延。由于在预设温度下长晶熔体中碳硅活度比适中，降低了碳化硅晶体中的溶剂夹杂和多型夹杂，从而使延伸出的单晶具有接近六边形的形状和较为平整的表面，提高了晶体质量。
进一步地，籽晶表面与长晶熔体液面仅接触时，仅通过温度梯度实现溶质的转移，溶质搬运能力较弱，不发生晶体的析出。此时籽晶表面上附着的混合溶剂挥发生成的挥发物溶于长晶熔体，形成平整且无杂质附着的单晶面，为晶体外延提供质量较高的生长界面，有助于提高晶体质量。
进一步地，通过固态碳为长晶熔体源源不断地提供单质碳，防止长晶熔体内硅碳活度比aSi/aC随晶体析出下降，产生溶剂夹杂，有助于提高晶体质量。
进一步地，通过对预设旋转速度和温度梯度进行限制，有助于控制长晶熔体的传质能力，降低溶剂及多晶夹杂，从而提高晶体质量。
根据本发明的第三方面，通过对制备方法进行优化，使制备得到的碳化硅单晶具有接近正六边形的形状和较为平整的表面，质量较高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为Si60-XCr40Al4混合溶剂体系在不同温度下的硅碳活度比aSi/aC；
图2为铬含量不同的硅-铬混合溶剂体系在不同温度下的硅碳活度比aSi/aC；
图3为本发明申请保护的促进4H-SiC晶型稳定生长的方法的流程图；
图4为本发明实施例一中得到的碳化硅晶片表面结构图；
图5为本发明对比例一中得到的碳化硅晶片表面结构图；
图6为本发明对比例二中得到的碳化硅晶片表面结构图；
图7为本发明对比例三中得到的碳化硅晶片表面结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在现有的通过液相延伸制备碳化硅单晶的反应体系中，长晶熔体内的组分、配比和长晶熔体中最高的温度即预设温度均会对制备得到的碳化硅单晶的质量产生影响。发明人在通过调节上述参数来制备晶体的过程中，发现难以确定各个参数或参数的组合对晶体质量的明确影响，因此所制备出的晶体质量出现随机波动性，导致生产得到的晶体质量不稳定。因此发明人猜测上述各个参数之间存在相互关联，对晶体质量产生不明确的影响，导致难以获得能够保证晶体质量的各影响因素的参数波动范围，因此，需要找到一种能够单独影响晶体质量的影响因素，并给出能够保证晶体质量较高的适应范围。在这种研究困境下，发明人尝试寻找一种能够体现对晶体质量有明确影响的质量控制因素。
发明人列举多种与长晶熔体内的组分、配比和预设温度均相关的参数进行计算，并将这些参数与晶体质量进行相关性研究，发现晶体质量与长晶熔体内的硅碳活度比aSi/aC直接相关，具体地对应关系请见下文。
由于碳化硅单晶延伸时需要的预设温度较高，因此难以直接通过仪器测量长晶熔体中的硅碳活度比aSi/aC，并且硅碳活度比aSi/aC并不是一个在实验前能够直接控制的参数，因此本领域技术人员通常不会通过改变此参数来调节晶体的质量，因此，在本领域存在着这样的技术偏见，现有技术的研究方向往往集中于通过改变长晶熔体内的组分、配比、长晶熔体的温度、温度梯度等参数来探究如何获得高质量的晶体。而发明人突破性地将硅碳活度比aSi/aC这种间接确定的参数来控制晶体的质量。
在通过实验数据分析，明确了硅碳活度比aSi/aC与晶体质量之间的关系之后。本申请首先通过现有的一些技术确定出与预设范围的硅碳活度比aSi/aC对应的长晶熔体的各项参数。一个实施例中，硅碳活度比aSi/aC通过factsage软件计算得到。factsage软件是一款运行于Microsoft 的软件，由一系列信息、数据库、计算及处理模块组成，具有丰富的数据库，是化学热力学领域中世界上完全集成数据库最大的计算系统之一。本申请中，可以通过输入溶质种类即单质碳、混合溶剂的组分配比和预设温度，得到预设温度下单质碳在混合溶剂中的摩尔溶解度A的值，进而根据A的值输入长晶熔体中单质碳以及混合溶剂中各组分的摩尔百分比，最终得到长晶熔体中的硅碳活度比aSi/aC。通过这种方式得到硅碳活度比aSi/aC，具有较高的准确度，且不需要进行实验，在设计长晶熔体即可得到其内的硅碳活度比aSi/aC，有助于将“通过长晶熔体的硅碳活度比aSi/aC预判晶体质量”这一方法应用于长晶熔体的体系设计。
请参见图1，以单质铬和铝作为助溶剂，使混合溶剂中单质铬的摩尔百分比为40％，并对单质硅和铝的含量以及预设温度进行调整，形成成分为Si60-XCr40Al4的混合溶剂体系，以不同预设温度进行单晶延伸实验，并检查制备得到的单质硅的质量，当单质硅具有接近正六边形的形状和较为平整的表面时，判定为合格，其余情况为不合格。绘制四种不同配比的长晶熔体的预设温度与硅碳活度比aSi/aC的相关曲线，并以虚线框将晶体质量合格的体系进行框选，可以发现晶体质量合格的体系集中在硅碳活度比aSi/aC在30-40之间，且预设温度在1900℃-2000℃的区域，本申请中的长晶熔体的预设温度可以理解为其最高温度，例如长晶熔体在坩埚内时最底部的温度。
请参见图2，仅以单质铬作为助溶剂形成硅-铬混合溶剂体系，调整其中单质铬的摩尔百分比，并以不同预设温度进行单晶延伸实验，检查制备得到的单质硅的质量，并绘制多条在不同预设温度下硅碳活度比aSi/aC与单质铬的摩尔百分比的关系曲线，并以虚线框将晶体质量合格的体系进行框选，可以发现晶体质量合格的体系集中在硅碳活度比aSi/aC在30-40之间，且单质铬的摩尔比在35％-55％之间的区域。
结合图1和图2可以得知，当长晶熔体中的硅碳活度比aSi/aC在30-40之间时，晶体质量较高，为满足硅碳活度比aSi/aC的需求，可以将单质铬的摩尔比控制在35％-55％之间，将预设温度控制在1900℃-2000℃的区域。
综合上述结论，本发明申请保护的长晶熔体包括单质碳和混合溶剂。混合溶剂包括熔融状态的单质硅和助溶剂，且单质碳在预设温度下溶于混合溶剂形成饱和状态的长晶熔体，此时长晶熔体中的硅碳活度比aSi/aC为30-40中的任一值，例如可以为30、32、34、36、38和40中的任一值。
在长晶熔体的体系中，单质碳在预设温度下的熔体底部始终保持在饱和状态，硅碳活度比aSi/aC过高即意味着碳的活度过低，这会导致生长界面处碳的过饱和度过低，在碳化硅晶体析出时会由于溶剂富集导致溶剂的夹杂，使晶体的外观无法呈现六边形或表面平整度较低。当硅碳活度比aSi/aC过低时，会导致长晶熔体内碳的过饱和度过高，碳在未到达生长界面处即发生自发形核，产生微小晶体，这种晶体附着于籽晶表面，使碳化硅晶体发生多型夹杂，降低晶体质量。通过调节组分配比及预设温度，使长晶熔体中的硅碳活度比aSi/aC适中时，有助于长晶熔体在生长界面均匀析出，降低碳化硅晶体中溶剂和多晶的夹杂，提高晶体质量。
在一些实施例中，助溶剂包括单质铬，混合溶剂中单质铬的摩尔比为35％-55％中的任一值，例如可以为35％、40％、45％、50％和55％中的任一值。以单质铬作为助溶剂有助于提高碳在溶剂中的溶解度，并提高碳的平衡浓度，以及其平衡浓度的温度依赖性，有助于提高液态硅的溶碳能力和对籽晶的浸润能力，且能够保证混合溶剂的流动性。
在一些实施例中，助溶剂还包括掺杂金属，掺杂金属为铝、锡、钪和钴中的一种或多种。在混合溶剂添加掺杂元素可以改变碳化硅晶体的生长速率和生长模式。当掺杂元素被引入到溶剂中时，有助于控制晶体生长速率，可以减少晶体表面的不规则性，从而降低台阶高度，从而降低晶体缺陷，提高晶体质量。
在一些实施例中，混合溶剂中掺杂金属的摩尔百分比为大于0且不大于10％的任一值，例如可以为1％、3％、5％、7％和9％中的任一值，防止掺杂元素添加过量导致引入额外的应力和缺陷，降低晶体的结构完整性。
请参见图3，本发明还申请保护应用上述长晶熔体的碳化硅单晶的制备方法，包括：
S1、在坩埚内形成长晶熔体并保温，使容置于坩埚底部的长晶熔体的温度为预设温度，并使长晶熔体的温度从坩埚底部至长晶熔体的液面处递减；
S2、使籽晶与长晶熔体的液面接触，将籽晶以预设旋转速度在水平面内旋转，并以预设提拉速度竖直向上提拉，至提拉高度达到预设晶片厚度，得到碳化硅单晶。
使容置于坩埚底部的长晶熔体的温度为预设温度，此时长晶熔体中单质碳处于饱和状态。将长晶熔体的温度控制为从坩埚底部到液面处递减，使液面处的长晶熔体中单质碳处于过饱和状态。籽晶与长晶熔体的液面接触，并在水平面内旋转，使溶质再分配更加均匀，促进了溶质传输，从而使过饱和的单质碳携带硅原子以籽晶为晶核析出为晶胚，实现单晶延伸。由于在预设温度下长晶熔体中碳硅活度比适中，降低了碳化硅晶体中的溶剂夹杂和多型夹杂，从而使延伸出的单晶具有接近六边形的形状和较为平整的表面，提高了晶体质量。
在一些实施例中，步骤S2中的使籽晶与长晶熔体的液面接触包括：
S201、将籽晶竖直下沉至其底部沉入长晶熔体的液面内，静置预设时间，使籽晶底部溶于长晶熔体，暴露出单晶面。
籽晶表面与长晶熔体液面仅接触时，仅通过温度梯度实现溶质的转移，溶质搬运能力较弱，不发生晶体的析出。此时籽晶表面微溶于长晶熔体，从而去除籽晶表面的挥发物及多晶，使籽晶内部结构暴露在外，形成平整且无杂质附着的单晶面，为晶体延伸提供质量较高的生长界面，有助于提高晶体质量。
在一些实施例中，坩埚内长晶熔体与固态碳接触，固态碳溶于混合溶剂后转化为单质碳。通过固态碳为长晶熔体源源不断地提供单质碳，防止长晶熔体内硅碳活度比aSi/aC随晶体析出下降，产生溶剂夹杂，有助于提高晶体质量。
在一些实施例中，预设旋转速度为60rpm-80rpm中的任一值，例如可以为60rpm、65rpm、70rpm、75rpm和80rpm中的任一值。预设提拉速度为100μm/h-200μm/h中的任一值，例如可以为100μm/h、120μm/h、140μm/h、160μm/h、180μm/h和200μm/h中的任一值。坩埚的底部至顶部的温度变化率为每毫米下降0.2℃-0.5℃中的任一值，例如可以为0.2℃、0.3℃、0.4℃和0.5℃。通过对预设旋转速度和温度梯度进行限制，有助于控制长晶熔体的传质能力，降低溶剂及多晶夹杂，从而提高晶体质量。
本发明还申请保护上述碳化硅单晶的制备方法制备得到的碳化硅单晶，其具有接近正六边形的形状和较为平整的表面，质量较高。
具体见下述实施例和对比例。
实施例一：
请参见图3，本申请一较佳实施例所示的碳化硅单晶的制备方法包括如下步骤：
S101、将摩尔比为Si：Cr：Al＝56：40：4的单质硅、单质铬和单质铝加入石墨坩埚中。
S102、根据单质硅、单质铬和单质铝的摩尔比以及预设温度2000℃计算硅碳活度比aSi/aC，通过factsage软件进行热力学计算，得到硅碳活度比aSi/aC为34.25。
S103、将石墨坩埚放置于长晶炉的腔室中，将长晶炉的腔室内抽真空至9E-4Pa以下，通入0.5atm的氩气作为保护气体，启动长晶炉加热使石墨坩埚底部的温度为2000℃，并使坩埚从底部到顶部温度逐渐降低，温度梯度为每40mm下降10℃，保温使坩埚不同高度处的温度稳定。此时，单质硅、单质铬和单质铝熔融并混合形成混合溶剂，混合溶剂腐蚀石墨坩埚形成长晶熔体。
S201、籽晶杆的带动籽晶下降，使籽晶下表面与长晶熔体表面接触，静置1h，使籽晶表面的挥发物及多晶回熔于长晶熔体，暴露出成分单一且结构平整的单晶面。
S202、籽晶杆的带动籽晶沿水平方向以70rpm的转速进行旋转运动，同时带动籽晶沿竖直向上的方向以150μm/h的速度提拉，1h后停止旋转，得到晶体。
S3、籽晶杆带动晶体竖直向上提拉至晶体与长晶熔体分离，同时长晶炉停止加热，晶体自然冷却后人工从籽晶杆上分离。
得到的晶体底面结构见图4，可以看出本实施例中晶体呈现出稳定的六方形貌，且底面结构较为平整，这是由于溶液中的硅碳活度比适量，使长晶熔体内的单质碳稳定地在籽晶处携带硅原子析出为碳化硅晶胚，降低了溶剂掺杂和多晶掺杂，使晶体边缘没有多晶，且表面无明显沟壑现象。通过掺杂适量的铝，使碳化硅析出速度稳定，从而使碳化硅在籽晶表面均匀析出，没有产生明显宏观台阶。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别仅在于，本实施例中Si：Cr：Sn的摩尔比为40：50：10，且预设温度为1977℃，根据元素摩尔比和预设温度计算得到硅碳活度比aSi/aC为30.57，得到的晶体形状接近正六边形且底面较光滑，无明显沟壑及台阶结构。
实施例三：
本实施例与实施例一的区别仅在于，本实施例中Si：Cr：Sn：Al的摩尔比为56：40：2：2，且预设温度为1967℃，根据元素摩尔比和预设温度计算得到硅碳活度比aSi/aC为39.02，得到的晶体形状接近正六边形且底面较光滑，无明显沟壑及台阶结构。
对比例一：
本对比例与实施例一的区别仅在于，本对比例中预设温度为1950℃，根据元素摩尔比和预设温度计算得到硅碳活度比aSi/aC为52.97，得到的晶体底面结构见图5。
将图5与图4对比可知，对比例一中得到的晶体表面存在大量沟壑，且正六边形外观不明显，这是由于溶液中碳浓度不足以满足晶体生长要求，导致晶锭中存在大量的溶剂夹杂。
对比例二：
本对比例与实施例一的区别仅在于，本对比例中Si：Cr：Al的摩尔比为40：50：10，且预设温度为1850℃。根据元素摩尔比和预设温度计算得到硅碳活度比aSi/aC为42.5，得到的晶体底面结构见图6。
将图6与图5对比可知，对比例二中得到的晶体形貌相较对比例一更加趋于正六边形，但是晶锭中的溶剂夹杂仍然存在，并且由于Al含量的增加，晶体表面宏观台阶高度明显下降，表面较为光滑。
对比例三：
本对比例与对比例二的区别仅在于，本对比例中预设温度为2000℃。根据元素摩尔比和预设温度计算得到硅碳活度比aSi/aC为14.75，得到的晶体底面结构见图7。
将图7与图6对比可知，硅碳活度比较低导致晶体表面出现了大量的多晶附着，严重影响晶体质量。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种长晶熔体，用于生长碳化硅单晶，其特征在于，包括混合溶剂和溶于所述混合溶剂的单质碳，所述混合溶剂包括熔融状态的单质硅和助溶剂，所述长晶熔体的温度为预设温度时，所述单质碳处于饱和状态，且其内的硅碳活度比aSi/aC为30-40中的任一值。
2.如权利要求1所述的长晶熔体，其特征在于，所述助溶剂包括单质铬，所述混合溶剂中所述单质铬的摩尔比为35％-55％中的任一值。
3.如权利要求2所述的长晶熔体，其特征在于，所述助溶剂还包括掺杂金属，所述掺杂金属为铝、锡、钪和钴中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的长晶熔体，其特征在于，所述混合溶剂中所述掺杂金属的摩尔百分比为大于0且不大于10％的任一值。
5.一种应用权利要求1-4任一所述的长晶熔体的制备碳化硅单晶的制备方法，其特征在于，包括：
在坩埚内形成所述长晶熔体并保温，使容置于所述坩埚底部的所述长晶熔体的温度为所述预设温度，并使所述长晶熔体的温度从所述坩埚底部至所述长晶熔体的液面处递减；
使籽晶与所述长晶熔体的液面接触，将所述籽晶以预设旋转速度在水平面内旋转，并以预设提拉速度竖直向上提拉，至提拉高度达到预设晶片厚度，得到碳化硅单晶。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述使籽晶底部与所述长晶熔体的液面接触包括：
将籽晶竖直下沉至其底部沉入所述长晶熔体的液面内，静置预设时间，得到单晶面。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述坩埚内所述长晶熔体与固态碳接触，所述固态碳溶于所述混合溶剂后转化为所述单质碳。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述坩埚为石墨坩埚。
9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述预设旋转速度为60rpm-80rpm中的任一值，所述预设提拉速度为100μm/h-200μm/h中的任一值，所述坩埚的底部至顶部的温度变化率为平均每毫米下降0.2℃-0.5℃中的任一值。
10.一种碳化硅单晶，其特征在于，由权利要求5-9任一所述制备方法制备得到。
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