10、气孔区域；
11、背面蒸发产生的气相物质；
[0019]图3是晶体由于背面蒸发所产生的平面六角缺陷的SEM图；
[0020]图4是本发明轩晶处理方法的实施不意图；
[0021]其中，12、致密的碳硅钇和/或碳化钇膜涂层；
【具体实施方式】
[0022]以下参照附图，对本发明的籽晶结构进行详细说明。
[0023]图2是目前生长SiC晶体普遍使用的籽晶托结构示意图。石墨盖I由高纯石墨加工而成。籽晶5通过粘合剂4粘到石墨盖I的内表面8上。由于机械加工的精度较差，粘合剂4粘结不均匀等因素，导致籽晶背面9与石墨盖I的内表面8之间不可避免存在一些气孔10。气孔10与高温碳化后的粘合剂4之间导热性的差异将导致籽晶背面9温度分布不均匀。晶体生长时，生长的晶体6中及晶体背面9与石墨盖I之间都存在一定的温度梯度。该温度梯度将导致晶体背面9产生热蒸发。由于籽晶背面9的气孔区域10温度相对碳化粘合剂4区域较高，因而晶体背面9蒸发容易在气孔区域10发生。由于三高石墨的孔隙率高达10%以上。背面9蒸发产生的气相物质11将从石墨孔隙中逸出。该过程是一个持续的过程，从而导致在生长的晶体6中产生平面六角缺陷。该缺陷的形成将急剧降低晶片的质量和产率。
[0024]图4是本发明的籽晶处理方法的实施示意图。该籽晶处理方法在SiC籽晶背面设置致密膜层12，该致密膜层面积等于籽晶的背面面积。该致密膜层12能阻止籽晶背面9蒸发生成气相物质11通过。这些气相物质11将聚积在籽晶背面9和致密膜层12盒之间，形成很大的蒸气压，该蒸气压将抑制晶体背面9的进一步蒸发，从而显著消除了晶体背面9蒸发所产生的缺陷，极大地提高了晶体质量和产率
[0025]实施例1
[0026]直径为10mm的4H — SiC籽晶一片，选择C面作为晶体生长面，Si面为生长面的背面，即涂层覆盖面。采用磁控溅射法在4H—SiC的Si面沉积0.2um厚度的氧化钇涂层，后将镀有涂层的籽晶和碳粉放置在I个大气压Ar气的保护气氛下加热到2100°C保持30分钟，让碳粉和氧化钇反应。反应后得到涂层为碳硅钇和碳化钇的混合涂层。将带有该涂层籽晶采用粘接剂固定到石墨托上;再将该石墨托和坩祸装在一起，安置在碳化硅单晶炉中，进行碳化硅晶体生长，最终得到4H — SiC晶体一根。与常规籽晶处理方法对比，该籽晶处理方法生长的晶体背面无明显蒸发迹象，将晶体切割晶片，发现晶片内部没有平面六方空洞缺陷存在，碳化硅晶片的质量及成品率得到了显著提高。
[0027]实施例2
[0028]直径为76.2mm的6H— SiC籽晶一片，选择Si面作为晶体生长面，C面为背面，即涂层覆盖面。采用化学气相沉积在6H — SiC的Si面沉积0.5um厚度的碳硅钇涂层。将带有该涂层籽晶采用粘接剂固定到石墨托上;再将该石墨托和坩祸装在一起，安置在碳化硅单晶炉中，进行碳化硅晶体生长，最终得到6H—SiC晶体一根。与常规籽晶结构对比，该籽晶处理方法生长的晶体背面无明显蒸发迹象，将晶体切割晶片，发现晶片内部没有平面六方空洞缺陷存在，碳化硅晶片的质量及成品率得到了显著提高。
[0029]实施例3
[0030]直径为150mm的4H — SiC籽晶一片，选择C面作为晶体生长面，Si面为生长面的背面，即涂层覆盖面。采用磁控溅射法在4H—SiC的Si面沉积0.4um厚度的碳化钇涂层。将该籽晶处理方法得到的籽晶进行后续碳化硅晶体生长，得到4H — SiC晶体一根。与常规籽晶结构对比，该籽晶结构生长的晶体背面无明显蒸发迹象，将晶体切割晶片，发现晶片内部没有平面六方空洞缺陷存在，碳化硅晶片的质量及成品率得到了显著提高。
【主权项】
1.一种用于物理气相传输法生长碳化硅晶体的籽晶处理方法，包括:在碳化硅籽晶生长面的背面镀上一层致密涂层，该致密涂层的成分为碳硅钇、或碳化钇、或碳化钇与碳硅钇混合。2.如权利要求1所述，其中碳化硅籽晶的晶型为4H、6H、3C和/或2H。3.如权利要求1所述，其中致密涂层为单层膜、或多层复合膜。4.如权利要求1所述，其中致密涂层厚度为0.1?2um。5.如权利要求1所述的籽晶处理方法，其中所述致密涂层制备方法为:通过热蒸发、物理气相沉积、化学气相沉积、磁控溅射、电子束蒸发、反应烧结、等离子体涂层、分子束外延、液相外延、激光沉积的方法将碳硅钇和/或碳化钇直接沉积或外延在碳化硅籽晶生长面的背面上。6.如权利要求1所述，其中所述致密涂层制备方法为: 通过热蒸发、物理气相沉积、化学气相沉积、磁控溅射、电子束蒸发、反应烧结、等离子体涂层、分子束外延、液相外延、激光沉积的方法将氧化钇沉积或外延在碳化硅籽晶生长面的背面上； 在惰性气体保护气氛下，将SiC籽晶和位于籽晶生长面背面的致密氧化钇涂层加热到1600 — 2500°C，氧化钇涂层和碳化硅籽晶发生化学反应，在籽晶的背面形成了碳硅钇和/或碳化钇的致密涂层。7.—种用于物理气相传输法生长碳化硅晶体的籽晶处理方法，包括:在碳化硅籽晶生长面的背面镀上一层致密涂层，该致密涂层为碳硅钇、或碳化钇、或碳化钇与碳硅钇混合； 然后，将带有该涂层籽晶采用粘接剂固定到石墨托上;再将该石墨托和坩祸装在一起，安置在碳化硅单晶炉中，进行碳化硅晶体生长，最终得到高质量的碳化硅晶体。
【专利摘要】本发明提供了一种碳化硅籽晶处理方法，通过在籽晶生长面的背面形成致密的碳硅钇或碳化钇膜涂层来抑制籽晶的背面蒸发，生长出高质量的碳化硅晶体。由于该涂层的耐高温特性、以及材料组成的特殊性，直接抑制了碳化硅晶体背面的升华过程，有效消除了晶体生长过程中由背面蒸发导致的平面六角缺陷，极大地提高了碳化硅晶体质量及产率。
【IPC分类】C30B29/36, C30B23/00
【公开号】CN105463575
【申请号】CN201610024961
【发明人】刘春俊, 王波, 赵宁
【申请人】北京天科合达半导体股份有限公司, 新疆天科合达蓝光半导体有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月15日