RU2405071C1 - METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC - Google Patents

METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC Download PDF

Info

Publication number
RU2405071C1
RU2405071C1 RU2009115347/15A RU2009115347A RU2405071C1 RU 2405071 C1 RU2405071 C1 RU 2405071C1 RU 2009115347/15 A RU2009115347/15 A RU 2009115347/15A RU 2009115347 A RU2009115347 A RU 2009115347A RU 2405071 C1 RU2405071 C1 RU 2405071C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sic
crucible
plates
vapor phase
source
Prior art date
Application number
RU2009115347/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Дмитриевич Авров (RU)
Дмитрий Дмитриевич Авров
Сергей Иванович Дорожкин (RU)
Сергей Иванович Дорожкин
Андрей Олегович Лебедев (RU)
Андрей Олегович Лебедев
Виктор Викторович Лучинин (RU)
Виктор Викторович Лучинин
Олеся Валерьевна Посредник (RU)
Олеся Валерьевна Посредник
Юрий Михайлович Таиров (RU)
Юрий Михайлович Таиров
Алексей Юрьевич Фадеев (RU)
Алексей Юрьевич Фадеев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ "ЛЭТИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ "ЛЭТИ")
Priority to RU2009115347/15A priority Critical patent/RU2405071C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2405071C1 publication Critical patent/RU2405071C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method of producing monocrystalline SiC involves sublimation of a source of SiC 9 placed in a crucible onto a substrate made from a seed crystal of SiC 8 when the vapour phase passes from the source of SiC 9 through a barrier carbon catcher (BCC). The BCC used is less than two overlapping plates 10, 11 made from heat-resistant material (graphite, tantalum or niobium) and which lie in parallel to the base of the crucible such that h=(0.2-0.6)·d·(I-γ), where h is the distance between the overlapping plates, mm; d is the diametre of the crucible, mm; γ is the overlap ratio (the ratio of the area covered by neighbouring plates to the area of the crucible), equal to 0.5-0.8.
EFFECT: higher rate of growth of SiC with high quality of the desired product.
4 cl, 1 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к микроэлектронике и касается технологии получения монокристаллического SiC - широко распространенного материала, используемого при изготовлении интегральных микросхем.The invention relates to microelectronics and relates to a technology for producing single-crystal SiC, a widely used material used in the manufacture of integrated circuits.

Известен способ получения монокристаллического SiC путем сублимации источника SiC, размещенного в тигле, на подложку из затравочного монокристалла SiC (см., например: JP 2008074662, С30В 29/36, С30В 29/10, 2008; ЕР 1164211, С30В 23/00, С30В 29/36, 2001; JP 2006069851, С30В 29/36, С30В 29/10, 2006).A known method for producing single-crystal SiC by sublimation of a source of SiC placed in a crucible onto a substrate of a seed SiC single crystal (see, for example: JP 2008074662, C30B 29/36, C30B 29/10, 2008; EP 1164211, C30B 23/00, C30B 29/36, 2001; JP 2006069851, C30B 29/36, C30B 29/10, 2006).

Однако целевой продукт, полученный данным способом, обладает низким структурным совершенством из-за содержащихся в нем микропор, возникающих вследствие захвата макрочастиц углерода из газовой фазы растущим кристаллом SiC. Это приводит к низкой надежности изготавливаемых из него микроэлектронных схем.However, the target product obtained by this method has low structural perfection due to the micropores contained in it, resulting from the capture of carbon particles from the gas phase by a growing SiC crystal. This leads to low reliability of microelectronic circuits made from it.

Для подавления развивающихся от внешнего края затравочного кристалла микродефектов и напряжений наружные поверхности монокристаллического SiC, получаемого сублимацией источника на подложку, подвергают сублимационному травлению на ранних стадиях роста кристалла (JP 2007176718, С30В 29/36, С30В 29/10, 2007).To suppress microdefects and stresses developing from the outer edge of the seed crystal, the outer surfaces of single-crystal SiC obtained by sublimation of the source on a substrate are subjected to sublimation etching in the early stages of crystal growth (JP 2007176718, C30B 29/36, C30B 29/10, 2007).

Другой путь улучшения качества целевого продукта заключается в выращивании монокристаллического SiC в тепловом контакте с поликристаллическим SiC, что обеспечивает выравнивание температуры поверхности целевого продукта для препятствия образованию микротрещин (JP 2001114598, С30В 29/36, С30В 29/10, 2001). В качестве средства для выравнивания тепловых полей известно использование теплового экрана, установленного в пространстве переноса паровой фазы SiC (JP 2000264795, С30В 23/00, С30В 29/36, С30В 29/10, 2000).Another way to improve the quality of the target product is to grow single-crystal SiC in thermal contact with polycrystalline SiC, which provides equalization of the surface temperature of the target product to prevent microcracks (JP 2001114598, C30B 29/36, C30B 29/10, 2001). As a means for equalizing thermal fields, it is known to use a heat shield installed in a SiC vapor phase transfer space (JP 2000264795, C30B 23/00, C30B 29/36, C30B 29/10, 2000).

Одним из путей развития современных способов получения монокристаллического SiC путем сублимации источника SiC, размещенного в тигле, на подложку из затравочного монокристалла SiC заключается в осуществлении принципа местного качества. С этой целью на пути паровой фазы устанавливают продольные графитовые перегородки, разделяющие поток переносимого SiC на участки для последующей конденсации на соответствующих затравочных кристаллах по числу образованных участков (WO 2006124103, С30В 23/00, С20В 29/36, С30В 35/00, С30В 29/10, 2006).One of the ways of developing modern methods for producing single-crystal SiC by sublimation of a SiC source placed in a crucible onto a substrate from a SiC seed single crystal is to implement the local quality principle. To this end, longitudinal graphite baffles are installed on the vapor phase path, dividing the transferred SiC flow into sections for subsequent condensation on the corresponding seed crystals according to the number of formed sections (WO 2006124103, C30B 23/00, C20B 29/36, C30B 35/00, C30B 29 / 10, 2006).

Другой путь состоит в диффузионном разделении компонентов паровой фазы с последующим перенаправлением выделенных балластных компонентов в пространство, сформированное вне зоны роста целевого продукта (JP 2007320794, С30В 29/36, С30В 23/06, С30В 29/10, С30В 23/02, 2007; JP 2008115033, С30В 29/36, С30В 29/10, 2008).Another way is the diffusion separation of the vapor phase components with the subsequent redirection of the separated ballast components into the space formed outside the growth zone of the target product (JP 2007320794, C30B 29/36, C30B 23/06, C30B 29/10, C30B 23/02, 2007; JP 2008115033, C30B 29/36, C30B 29/10, 2008).

Однако целевой продукт, получаемый данными способами, продолжает содержать дефекты, обусловленные попаданием макрочастиц углерода в его структуру.However, the target product obtained by these methods continues to contain defects due to the ingress of carbon particles into its structure.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому качеству целевого продукта является способ получения монокристаллического SiC, предусматривающий сублимацию источника SiC, размещенного в тигле, на подложку из затравочного монокристалла SiC при прохождении паровой фазы источника SiC через барьерный уловитель углерода, представляющий собой перегородку, выполненную из пористого углерода (US 4866005, H01L 21/205, H01L 21/36, 1989).The closest to the claimed technical essence and the achieved quality of the target product is a method for producing single-crystal SiC, which provides for the sublimation of a SiC source placed in a crucible onto a substrate from a SiC seed single crystal when the vapor phase of a SiC source passes through a carbon trap, which is a partition made of porous carbon (US 4866005, H01L 21/205, H01L 21/36, 1989).

Недостаток прототипного способа заключается в низкой скорости роста целевого продукта из-за существенного препятствия прохождению паровой фазы SiC через перегородку, выполненную из пористого углерода. Кроме того, качество целевого продукта, характеризуемое плотностью микропор, также является низким.The disadvantage of the prototype method is the low growth rate of the target product due to a significant obstacle to the passage of the vapor phase of SiC through a partition made of porous carbon. In addition, the quality of the target product, characterized by the density of micropores, is also low.

Техническая задача предлагаемого способа заключается в повышении качества целевого продукта и скорости его роста.The technical problem of the proposed method is to improve the quality of the target product and its growth rate.

Решение указанной технической задачи заключается в том, что в способ получения монокристаллического SiC, предусматривающий сублимацию источника SiC, размещенного в тигле, на подложку из затравочного монокристалла SiC при прохождении паровой фазы источника SiC через барьерный уловитель углерода, вносится следующее изменение: в качестве барьерного уловителя углерода используют не менее двух перекрывающихся пластин, выполненных из жаропрочного материала и установленных параллельно основанию тигля из расчетаThe solution to this technical problem lies in the fact that in the method for producing single-crystal SiC, which involves the sublimation of a SiC source placed in a crucible onto a substrate from a SiC seed single crystal when the vapor phase of a SiC source passes through a carbon barrier, the following change is made: as a carbon barrier use at least two overlapping plates made of heat-resistant material and installed parallel to the base of the crucible from the calculation

Figure 00000001
Figure 00000001

где h - расстояние между перекрывающимися пластинами, мм;where h is the distance between the overlapping plates, mm;

d - диаметр тигля, мм;d is the diameter of the crucible, mm;

γ - коэффициент перекрытия (отношение площади, перекрываемой смежными пластинами, к площади тигля), равный 0,5÷0,8.γ is the overlap coefficient (the ratio of the area covered by adjacent plates to the area of the crucible), equal to 0.5 ÷ 0.8.

Коэффициент перекрытия у смежных пластин барьерного уловителя равенThe overlap coefficient of adjacent plates of the barrier trap is

Figure 00000002
Figure 00000002

где S1, S2 - площади соответствующих смежных пластин, см2;where S 1 , S 2 - the area of the respective adjacent plates, cm 2 ;

S - площадь основания тигля, см2.S is the area of the base of the crucible, cm 2 .

Причинно-следственная связь между внесенными изменениями и достигнутым повышением скорости роста SiC заключается в том, что пропускание паровой фазы через новый барьерный уловитель позволяет очистить ее от макрочастиц углерода при низком аэродинамическом сопротивлении прохождению потока, тогда как при пропускании паровой фазы через пористый углерод аэродинамическое сопротивление было большим. Причинно-следственная связь внесенных изменений с достигнутым повышением качества целевого продукта теоретически не известна. Она установлена экспериментально и состоит, по-видимому, в улучшении фильтрующей способности нового барьерного уловителя (возможно, что он улавливает не только углерод, но и другие балластные компоненты).A causal relationship between the changes made and the achieved increase in the SiC growth rate is that passing the vapor phase through a new barrier trap allows it to be cleaned of carbon particles at low aerodynamic resistance to flow passage, whereas when passing the vapor phase through porous carbon, the aerodynamic resistance was great. The causal relationship of the changes with the achieved improvement in the quality of the target product is not theoretically known. It was established experimentally and, apparently, consists in improving the filtering ability of the new barrier trap (it is possible that it captures not only carbon, but also other ballast components).

Обоснование режимных параметров дано в приведенном примере.The rationale for the operating parameters is given in the above example.

Для пропускания паровой фазы SiC может быть использован барьерный уловитель, пластины которого выполнены из графита, тантала или ниобия. Из них наилучшим материалом является графит, поскольку он наиболее дешевый и долговечный.To pass the SiC vapor phase, a barrier trap can be used, the plates of which are made of graphite, tantalum or niobium. Of these, graphite is the best material since it is the cheapest and most durable.

При техническом осуществлении способа пластины барьерного уловителя углерода могут иметь форму сегмента основания тигля. В другом варианте исполнения одна из пластин барьерного уловителя углерода имеет форму кольца, при этом в смежной с ней пластине выполнены сквозные отверстия для прохода паровой фазы между данными пластинами.In the technical implementation of the method, the plates of the carbon trap can be in the form of a segment of the base of the crucible. In another embodiment, one of the plates of the carbon barrier trap has a ring shape, while through holes are made in the adjacent plate for passage of the vapor phase between these plates.

На фиг.1 приведена схема тигля для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 и 3 изображены варианты барьерных уловителей углерода. В таблице указаны технические характеристики способа при различных значениях режимных параметров к приведенному примеру.Figure 1 shows a diagram of a crucible for implementing the proposed method; figure 2 and 3 depict options for carbon barrier traps. The table shows the technical characteristics of the method for various values of the operating parameters for the given example.

В качестве технического средства для осуществления предлагаемого способа может использоваться тигель (фиг.1), содержащий цилиндрический корпус, боковая стенка 1, дно 2 и крышка 3 которого выполнены из плотного графита MПГ-6. На боковой стенке 1 тигля снаружи последовательно расположены спираль 4 резистивного электронагревателя и теплоизоляционный слой 5, выполненный из графитового войлока. Элементы 1 - 5 помещены в цилиндрическую вакуумную камеру 6 сублимационной установки. Внутри корпуса тигля на его крышке 3 установлен держатель 7 для помещения затравочного монокристалла 8 карбида кремния. На дне 2 тигля располагают исходное сырье 9 - поликристаллы карбида кремния, служащие источником получаемого целевого продукта. Между исходным сырьем 9 и затравочным монокристаллом 8 в тигле установлен барьерный уловитель углерода, сформированный из двух перекрывающихся пластин 10 и 11 (возможен вариант с большим количеством перекрывающихся пластин), выполненных из графитовой фольги ГФА толщиной 2 мм.As a technical means for implementing the proposed method can be used a crucible (figure 1), containing a cylindrical body, side wall 1, bottom 2 and cover 3 of which are made of dense MPG-6 graphite. On the side wall 1 of the crucible, a spiral 4 of a resistive electric heater and a heat-insulating layer 5 made of graphite felt are sequentially located outside from the outside. Elements 1 to 5 are placed in a cylindrical vacuum chamber 6 of a sublimation unit. Inside the crucible body, a holder 7 is mounted on its lid 3 to place a seed silicon carbide single crystal 8. At the bottom 2 of the crucible are located the feedstock 9 - polycrystals of silicon carbide, which serve as a source of the resulting target product. Between the feedstock 9 and the seed single crystal 8, a carbon trap is installed in the crucible formed from two overlapping plates 10 and 11 (a variant with a large number of overlapping plates is possible) made of HFA graphite foil 2 mm thick.

В описываемом примере используют перекрывающиеся пластины 10 и 11, форма которых представлена на фиг.2 и 3.In the described example, overlapping plates 10 and 11 are used, the shape of which is shown in FIGS. 2 and 3.

В варианте фиг.2 пластины 10 и 11 барьерного уловителя углерода имеют форму сегмента основания тигля, ограниченного дугой более 180° окружности его внутреннего диаметра.In the embodiment of FIG. 2, the plates 10 and 11 of the carbon barrier trap are in the form of a crucible base segment limited by an arc of more than 180 ° of the circumference of its inner diameter.

В варианте фиг.3 одна из пластин барьерного уловителя углерода имеет форму кольца, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру тигля, а в смежной с ней пластине выполнены сквозные отверстия для прохода паровой фазы SiC между данными пластинами. Последнее условие соблюдается, если ортогональные проекции указанных сквозных отверстий попадают в площадь кольца смежной пластины.In the embodiment of FIG. 3, one of the plates of the carbon barrier trap has a ring shape, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the crucible, and through holes are made in the adjacent plate for passage of the SiC vapor phase between these plates. The last condition is met if the orthogonal projections of these through holes fall into the area of the ring of the adjacent plate.

Для экспериментальной проверки способа использован затравочный монокристалл 8 из SiC политипа 4Н номинальной ориентации (0001) и отклонением в 9° в направлении азимута [11-20] со средней по поверхности плотностью микропор 10-30 см-2. Данный материал подвергнут последовательной двусторонней шлифовке и полировке на алмазных пастах с уменьшением величины зерна абразива до 0,25 мкм с последующим травлением в расплавленной КОН в течение 10 мин при 600°С и ультразвуковой отмывкой в деионизованной воде.For experimental verification of the method, a seed crystal 8 of SiC polytype 4H of a nominal orientation (0001) and a deviation of 9 ° in the azimuth direction [11-20] with an average surface micropore density of 10-30 cm -2 was used . This material was subjected to sequential double-sided grinding and polishing on diamond pastes with a decrease in the grain size of the abrasive to 0.25 μm, followed by etching in molten KOH for 10 min at 600 ° C and ultrasonic washing in deionized water.

В качестве источника SiC использован высокочистый порошкообразный карбид кремния производства фирмы Saint-Gobain (Norge), с размером зерна ≈l00 мкм. Порошок SiC помещают в тигель (фиг.1) с внутренним диаметром d=80 мм и проводят предварительное спекание в вакууме в течение 2 ч при 2000°С для удаления оксидного слоя на поверхностях зерен и уменьшения удельной поверхности порошка.A high-purity powdery silicon carbide manufactured by Saint-Gobain (Norge), with a grain size of ≈l00 μm, was used as a SiC source. SiC powder is placed in a crucible (Fig. 1) with an inner diameter of d = 80 mm and preliminary sintering is carried out in vacuum for 2 hours at 2000 ° C to remove the oxide layer on the grain surfaces and reduce the specific surface of the powder.

Далее после охлаждения тигля в его держателе 7 закрепляют затравочный кристалл 8. Вакуумную камеру 6 откачивают до давления 8·10-6 мм рт.ст., а тигель нагревают до 1000°C с помощью электроспирали 4 и выдерживают при данной температуре в течение 1 ч для удаления остаточных загрязнений. После этого вакуумную камеру 8 заполняют аргоном до давления 100 мм рт.ст. и нагревают до температуры источника SiC, равной 2220°С. Температура затравочного кристалла при этом составляет 2030°С. Выдерживают при указанных температуре и давлении в течение 1 ч, после чего производят откачку вакуумной камеры 6 до давления аргона 3 мм рт.ст., при котором происходит рост слитка SiC на затравочном кристалле 8 в течение 12-18 часов. По окончании выращивания слитка целевого продукта вакуумную камеру охлаждают до комнатной температуры и разгерметизируют. Из тигля извлекают монокристаллический слиток карбида кремния политипа 4Н.Then, after cooling the crucible, the seed crystal 8 is fixed in its holder 7. The vacuum chamber 6 is pumped out to a pressure of 8 · 10 -6 mm Hg, and the crucible is heated to 1000 ° C using an electric coil 4 and kept at this temperature for 1 h to remove residual contaminants. After that, the vacuum chamber 8 is filled with argon to a pressure of 100 mm Hg. and heated to a source temperature of SiC equal to 2220 ° C. The temperature of the seed crystal is 2030 ° C. It is held at the indicated temperature and pressure for 1 h, after which the vacuum chamber 6 is pumped out to an argon pressure of 3 mm Hg, at which the SiC ingot grows on the seed crystal 8 for 12-18 hours. After growing the ingot of the target product, the vacuum chamber is cooled to room temperature and depressurized. A single-crystal ingot of silicon carbide polytype 4H is extracted from the crucible.

Скорость роста слитка определяют прямым измерением толщины слитка, а также гравиметрически (по изменению веса держателя 7 с затравкой 8 и наращенным на ней целевым продуктом). Плотность микропор и дислокации в слитке определяют под микроскопом после щелочного травления поверхности целевого продукта. Включения углерода в выращенный слиток идентифицируют визуально под микроскопом, а также с помощью рентгеноструктурного анализа.The growth rate of the ingot is determined by direct measurement of the thickness of the ingot, as well as gravimetrically (by changing the weight of the holder 7 with the seed 8 and the target product built up on it). The density of micropores and dislocation in the ingot is determined under a microscope after alkaline etching of the surface of the target product. Inclusions of carbon in the grown ingot are identified visually under a microscope, as well as using x-ray diffraction analysis.

Результаты 6-кратных испытаний вариантов способа в среде аргона при указанных температурах источника SiC и затравочного монокристалла, равных 2220°С и 2030°С соответственно, давлении в вакуумной камере 6, равном 3 мм рт.ст., и различных значениях коэффициента у перекрытия пластин 10 и 11 и расстояния h между пластинами приведены в таблице.The results of 6-fold tests of the process options in an argon medium at the indicated temperatures of the SiC source and the seed single crystal, equal to 2220 ° C and 2030 ° C, respectively, the pressure in the vacuum chamber 6, equal to 3 mm Hg, and various values of the coefficient of overlap of the plates 10 and 11 and the distances h between the plates are shown in the table.

Как видно из таблицы, при оптимальном значении параметров барьерного уловителя углерода γ=0,6 и h=0,4d(l-γ) скорость роста целевого продукта составляет 1,5 мм/ч, а плотность микропор в нем равна 25 см-2. С увеличением значения коэффициента перекрытия пластин 10 и 11 в барьерном уловителе углерода до γ=0,8 плотность микропор несколько снижается (до 19 см-2), однако при этом резко уменьшается скорость роста целевого продукта (до 0,7 мм/ч). Дальнейшее (запредельное) увеличение значения коэффициента γ приводит к остановке роста целевого продукта из-за зарастания барьерного уловителя пленкой SiC. Снижение значения коэффициента γ приводит к увеличению скорости роста целевого продукта до 2,4 мм/ч, однако при этом резко ухудшается его качество (плотность микропор 62 см-2 и более). Качество целевого продукта, полученного прототипным способом, характеризуется плотностью микропор не менее 100 см-2 при скорости роста монокристаллического SiC не более 1 мм/ч.As can be seen from the table, with the optimal value of the parameters of the carbon barrier trap γ = 0.6 and h = 0.4d (l-γ), the growth rate of the target product is 1.5 mm / h, and the micropore density in it is 25 cm -2 . With an increase in the overlap coefficient of plates 10 and 11 in the carbon trap to γ = 0.8, the micropore density slightly decreases (up to 19 cm -2 ), however, the growth rate of the target product sharply decreases (up to 0.7 mm / h). A further (transcendental) increase in the coefficient γ leads to a halt in the growth of the target product due to overgrowth of the barrier trap with a SiC film. A decrease in the coefficient γ leads to an increase in the growth rate of the target product to 2.4 mm / h, however, its quality sharply worsens (micropore density 62 cm -2 or more). The quality of the target product obtained by the prototype method is characterized by a micropore density of not less than 100 cm -2 at a growth rate of single-crystal SiC not more than 1 mm / h.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет в 1,5 раза увеличить скорость роста монокристаллического SiC при улучшении качества целевого продукта в 4 раза в отношении плотности микропор. Техническим результатом, производным от достигнутого, является повышение производительности труда и выхода целевого продукта, а также снижение материалоемкости и трудоемкости способа.Thus, the use of the proposed method allows to increase the growth rate of single-crystal SiC by 1.5 times while improving the quality of the target product by 4 times in relation to micropore density. The technical result, a derivative of the achieved, is to increase labor productivity and yield of the target product, as well as reducing the material consumption and the complexity of the method.

ТаблицаTable Технические характеристики целевого продукта и способа его получения в зависимости от значения режимных параметров процесса сублимацииTechnical characteristics of the target product and the method of its production, depending on the value of the operational parameters of the sublimation process ЗНАЧЕНИЯ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВVALUES OF MODE PARAMETERS ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИSPECIFICATIONS γγ h, мм [отн. ед.]h, mm [rel. units] Скорость роста SiC, мм/чSiC growth rate, mm / h Плотность микропор, см-2 The density of micropores, cm -2 0,40.4 34 [0,7<1-γ)]34 [0.7 <1-γ)] 2,4±0,42.4 ± 0.4 >100> 100 0,50.5 24 [0,6d(1-γ)]24 [0.6d (1-γ)] 1,8±0,31.8 ± 0.3 62±862 ± 8 0,60.6 13 [0,4d(1-γ)]13 [0.4d (1-γ)] 1,5±0,21.5 ± 0.2 25±425 ± 4 0,80.8 3 [0,2d(1-γ)]3 [0,2d (1-γ)] 0,7±0,20.7 ± 0.2 19±419 ± 4 0,90.9 1 [0,1d(1-γ)]1 [0,1d (1-γ)] Процесс останавливается из-за зарастания барьерного уловителя пленкой SiCThe process stops due to overgrowth of the barrier trap with a SiC film -- US 4866005 (прототип)US 4866005 (prototype) не более 1,0*no more than 1.0 * не менее 100**no less than 100 ** * данные прототипа;* prototype data; ** данные авторов.** data of authors.

Claims (4)

1. Способ получения монокристаллического SiC, предусматривающий сублимацию источника SiC, размещенного в тигле, на подложку из затравочного монокристалла SiC при прохождении паровой фазы источника SiC через барьерный уловитель углерода, отличающийся тем, что в качестве барьерного уловителя углерода используют не менее двух перекрывающихся пластин, выполненных из жаропрочного материала и установленных параллельно основанию тигля из расчета
h=(0,2÷0,6)·d·(1-γ),
где h - расстояние между перекрывающимися пластинами, мм;
d - диаметр тигля, мм;
γ - коэффициент перекрытия (отношение площади, перекрываемой смежными пластинами, к площади тигля), равный 0,5-0,8.
1. A method of producing single-crystal SiC, comprising sublimating a SiC source placed in a crucible onto a substrate of a SiC seed single crystal when the vapor phase of the SiC source passes through a carbon barrier trap, characterized in that at least two overlapping plates are used as the carbon barrier trap from heat-resistant material and installed parallel to the base of the crucible from the calculation
h = (0.2 ÷ 0.6) · d · (1-γ),
where h is the distance between the overlapping plates, mm;
d is the diameter of the crucible, mm;
γ is the overlap coefficient (the ratio of the area covered by adjacent plates to the area of the crucible), equal to 0.5-0.8.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что паровую фазу источника SiC пропускают через барьерный уловитель, пластины которого выполнены из графита, тантала или ниобия.2. The method according to claim 1, characterized in that the vapor phase of the SiC source is passed through a barrier trap, the plates of which are made of graphite, tantalum or niobium. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что паровую фазу источника SiC пропускают через барьерный уловитель, пластины которого имеют форму сегмента основания тигля.3. The method according to claim 1, characterized in that the vapor phase of the SiC source is passed through a barrier trap, the plates of which are in the form of a segment of the base of the crucible. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что паровую фазу источника SiC пропускают через барьерный уловитель, одна из пластин которого имеет форму кольца, а в смежной с ней пластине выполнены сквозные отверстия для прохода паровой фазы между данными пластинами. 4. The method according to claim 1, characterized in that the vapor phase of the SiC source is passed through a barrier trap, one of the plates of which has a ring shape, and through holes are made in the adjacent plate for passage of the vapor phase between these plates.
RU2009115347/15A 2009-04-22 2009-04-22 METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC RU2405071C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009115347/15A RU2405071C1 (en) 2009-04-22 2009-04-22 METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009115347/15A RU2405071C1 (en) 2009-04-22 2009-04-22 METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2405071C1 true RU2405071C1 (en) 2010-11-27

Family

ID=44057639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009115347/15A RU2405071C1 (en) 2009-04-22 2009-04-22 METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2405071C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562484C1 (en) * 2014-07-22 2015-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" PROCEDURE FOR MONOCRYSTAL SiC PRODUCTION
CN114645317A (en) * 2022-02-23 2022-06-21 国宏中宇科技发展有限公司 Crystal preparation device and silicon carbide crystal preparation method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562484C1 (en) * 2014-07-22 2015-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" PROCEDURE FOR MONOCRYSTAL SiC PRODUCTION
CN114645317A (en) * 2022-02-23 2022-06-21 国宏中宇科技发展有限公司 Crystal preparation device and silicon carbide crystal preparation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8313720B2 (en) Guided diameter SiC sublimation growth with multi-layer growth guide
JP6226959B2 (en) Large diameter high quality SiC single crystal, method and apparatus
JP5779171B2 (en) Method and apparatus for sublimation growth of SiC single crystal
JP4514339B2 (en) Method and apparatus for growing silicon carbide single crystal
EP2664695B1 (en) Physical vapor transport growth system for simultaneously growing more than one SiC single crystal, and method of growing
WO2010024390A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING SiC SINGLE CRYSTAL FILM
CN110396717B (en) High-quality high-purity semi-insulating silicon carbide single crystal, substrate and preparation method thereof
JP2008515748A5 (en)
CN102596804A (en) Sublimation growth of sic single crystals
WO2020088233A1 (en) Silicon carbide single-crystal growth device without bonding seed crystals
JP7030260B2 (en) Silicon Carbide Ingot, Its Manufacturing Method and Silicon Carbide Wafer Manufacturing Method
JP2021070623A (en) Silicon carbide wafer, method of manufacturing silicon carbide ingot, and method of manufacturing silicon carbide wafer
CN106637411A (en) Growth method of aluminum nitride single crystals
CN115627522B (en) Method for improving crystal growth quality
JP6238249B2 (en) Silicon carbide single crystal and method for producing the same
CN110983434A (en) Growth method for effectively reducing defects of silicon carbide single crystal and high-quality silicon carbide single crystal
RU2405071C1 (en) METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC
JP5517123B2 (en) Aluminum nitride single crystal and method and apparatus for manufacturing the same
TWI772866B (en) Wafer and manufacturing method of the same
RU2621767C1 (en) METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC
RU2562484C1 (en) PROCEDURE FOR MONOCRYSTAL SiC PRODUCTION
RU2736814C1 (en) Method of producing monocrystalline sic
RU2603159C1 (en) Method of producing monocrystalline sic
RU2562486C1 (en) METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC
RU2454491C2 (en) METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20121116