[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2671349C1 - Method of producing monocrystalline sic - Google Patents

Method of producing monocrystalline sic Download PDF

Info

Publication number
RU2671349C1
RU2671349C1 RU2017144971A RU2017144971A RU2671349C1 RU 2671349 C1 RU2671349 C1 RU 2671349C1 RU 2017144971 A RU2017144971 A RU 2017144971A RU 2017144971 A RU2017144971 A RU 2017144971A RU 2671349 C1 RU2671349 C1 RU 2671349C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crucible
sic
growth
source
crystal
Prior art date
Application number
RU2017144971A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Дмитриевич Авров
Юрий Олегович Быков
Сергей Витальевич Гладкий
Андрей Олегович Лебедев
Юрий Михайлович Таиров
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего 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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ")
Priority to RU2017144971A priority Critical patent/RU2671349C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2671349C1 publication Critical patent/RU2671349C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/26Vacuum evaporation by resistance or inductive heating of the source
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02Epitaxial-layer growth
    • C30B23/06Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
    • C30B23/063Heating of the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02Epitaxial-layer growth
    • C30B23/06Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
    • C30B23/066Heating of the material to be evaporated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36Carbides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to microelectronics and relates to the technology of producing monocrystalline SiC – a widespread material, used to make integrated circuits. Method of producing monocrystalline SiC involves sublimation of a source of SiC placed in a crucible onto a plate of a seed mono crystal SiC, wherein the growth stage of mono crystal SiC is carried out in atmosphere of a gas mixture of inert gas and hydrogen, while in growth chamber is placed having a hole in the bottom of the crucible by its installation on the holder of the crucible having axial through hole, in such a way that the holes in the bottom of the crucible and in the holder form a channel for passage of gases, and in the region of SiC source, it is possible to place the SiC source in a crucible having a hole in the bottom, by placing coaxially with the hole in the bottom of the crucible, a cylindrical graphite sleeve whose internal diameter is at least equal to the diameter of the hole in the bottom of the crucible, with the formation of area to place the SIC source between the inner surface of the crucible and the outer surface of the sleeve or by placing a plate of porous graphite fixed on the inner surface of the crucible walls above the bottom of the crucible to form an area for placing SiC source, bounded by the inner surface of the crucible and the upper surface of the plate. In the process of growth, mixture of inert gas with hydrogen is supplied, the content of which is from 2 vol.% to 20 vol.% , directly into the area of the SIC source location in the crucible through the formed channel for passage of gases.EFFECT: technical result of the invention is to reduce cost of the method, increase its productivity and improve quality of grown monocrystalline ingots SiC.3 cl, 2 dwg, 6 ex

Description

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

При получении монокристаллического SiC методом сублимации на крышке графитового ростового тигля конструктивно закрепляют пластину затравочного монокристалла SiC, в тигле размещают источник - порошок карбида кремния, крышку и ростовой тигель совмещают друг с другом и герметизируют, а затем графитовый тигель с крышкой помещают в камеру роста, изолированную от атмосферы, с установленными внутри тепловым экраном из углеродных материалов. В зависимости от вида нагрева нагревательные элементы размещают или непосредственно в камере роста, между стенками тигля и тепловым экраном (нагрев с помощью резистивного графитового нагревателя), или за пределами камеры роста, коаксиально тиглю и цилиндрической камере роста (нагрев посредством ВЧ индуктора). Далее камеру роста вакуумируют с использованием вакуумной системы, заполняют инертным газом с помощью системы газонапуска, нагревают с помощью нагревательного элемента, обеспечивающего температуру, достаточную для сублимации источника - порошка карбида кремния и образования кремнийсодержащих летучих соединений. В процессе нагрева в камере роста с помощью нагревательного элемента и теплового экрана создают температуру, достаточную для сублимации, проводят откачку камеры роста до некоторого давления инертного газа, при котором активируется процесс переноса кремнийсодержащих летучих соединений от источника к пластине затравочного монокристалла SiC и роста монокристаллического слитка SiC.When obtaining single-crystal SiC by sublimation on the lid of a graphite growth crucible, the plate of the SiC seed crystal is structurally fixed, a source of silicon carbide powder is placed in the crucible, the lid and growth crucible are combined with each other and sealed, and then the graphite crucible with the lid is placed in a growth chamber isolated from the atmosphere, with a carbon screen installed inside. Depending on the type of heating, the heating elements are placed either directly in the growth chamber, between the walls of the crucible and the heat shield (heating by means of a resistive graphite heater), or outside the growth chamber, coaxially to the crucible and the cylindrical growth chamber (heating by means of an RF inductor). Next, the growth chamber is evacuated using a vacuum system, filled with an inert gas using a gas inlet system, heated with a heating element that provides a temperature sufficient to sublimate the source - silicon carbide powder and the formation of silicon-containing volatile compounds. During heating, a temperature sufficient for sublimation is created in the growth chamber using a heating element and a heat shield, the growth chamber is pumped to a certain inert gas pressure, at which the process of transferring silicon-containing volatile compounds from the source to the SiC seed crystal wafer and growth of the single-crystal SiC ingot are activated .

При нагреве камеры роста с размещенным в ней тиглем с источником SiC и пластиной затравочного монокристалла SiC с помощью нагревательного элемента, с учетом теплоизолирующей способности теплового экрана, внутри камеры роста устанавливается тепловой режим, характеризующийся определенным распределением температуры вдоль оси камеры роста. Несмотря на различие в нагревательных элементах и тепловых экранах, всем температурным распределениям свойственны общие характерные особенности.When a growth chamber is heated with a crucible placed in it with an SiC source and a SiC seed crystal plate using a heating element, taking into account the heat-insulating ability of the heat shield, a thermal regime is established inside the growth chamber, characterized by a certain temperature distribution along the axis of the growth chamber. Despite the difference in heating elements and heat shields, all temperature distributions share common characteristics.

В верхней части камеры роста температура при изменении координаты вдоль оси камеры роста меняется от примерно 20°С до примерно 2000°С. Эта зона камеры роста характеризуется высокими градиентами температуры - верхняя градиентная зона.In the upper part of the growth chamber, the temperature when changing the coordinate along the axis of the growth chamber varies from about 20 ° C to about 2000 ° C. This zone of the growth chamber is characterized by high temperature gradients - the upper gradient zone.

В нижней части камеры роста температура резко уменьшается от примерно 2000°С до 20°С. Эта зона камеры роста также характеризуется высокими градиентами температуры, которые с достаточно хорошим приближением можно считать линейными - нижняя градиентная зона.In the lower part of the growth chamber, the temperature sharply decreases from about 2000 ° C to 20 ° C. This zone of the growth chamber is also characterized by high temperature gradients, which can be considered linear with a fairly good approximation - the lower gradient zone.

Между верхней и нижней градиентными зонами расположена средняя зона - зона максимального нагрева, где температуры максимальны (Т=2000-2300°С). Температуры, достигаемые в этой зоне, достаточны для проведения сублимационного процесса роста монокристаллического слитка SiC, при изменении координаты вдоль оси камеры роста температура меняется относительно слабо.Between the upper and lower gradient zones is the middle zone - the zone of maximum heating, where the temperatures are maximum (T = 2000-2300 ° C). The temperatures achieved in this zone are sufficient for the sublimation process of growth of a single-crystal SiC ingot; when the coordinate along the axis of the growth chamber changes, the temperature changes relatively weakly.

Выращивание монокристаллического слитка SiC осуществляют в атмосфере инертного газа, обычно в аргоне, как в самом доступном из чистых инертных газов. При испарении с разложением источника SiC в атмосфере инертного газа источник SiC обуглероживается (в источнике появляется избыточный углерод в виде порошка), а газовая фаза (кремнийсодержащие летучие соединения) обогащена избыточным кремнием.The single crystal SiC ingot is grown in an inert gas atmosphere, usually in argon, as in the most accessible of pure inert gases. During evaporation with decomposition of the SiC source in an inert atmosphere, the SiC source is carbonized (excess carbon in the form of powder appears in the source), and the gas phase (silicon-containing volatile compounds) is enriched with excess silicon.

Кремнийсодержащие летучие соединения, образующиеся во внутреннем пространстве тигля в процессе роста монокристаллического слитка SiC, просачиваются через щели между сопрягаемыми деталями тигля, а также - в меньшей степени - через поры в тигле и крышке тигля, в пространство камеры роста, и вступают во взаимодействие с тепловым экраном (а также с нагревательным элементом - при размещении его внутри камеры роста), формирующим тепловое распределение внутри ростового тигля, что приводит к деградации свойств этого экрана (а также, соответственно, нагревательного элемента) и изменению тепловых условий проведения роста монокристаллического слитка SiC от процесса к процессу. Такое изменение тепловых условий неизбежно приведет к снижению выхода качественных монокристаллических слитков SiC и дополнительным капиталовложениям, связанным с малым сроком службы тепловых экранов (и нагревательных элементов) и необходимостью их замены.Silicon-containing volatile compounds formed in the inner space of the crucible during the growth of a single-crystalline SiC ingot seep through the gaps between the mating parts of the crucible and, to a lesser extent, through the pores in the crucible and the lid of the crucible, into the space of the growth chamber, and interact with thermal a screen (and also with a heating element - when placed inside the growth chamber), which forms the thermal distribution inside the growth crucible, which leads to the degradation of the properties of this screen (and also, accordingly , heating element) and the change in thermal conditions for the growth of a single-crystal SiC ingot from process to process. Such a change in thermal conditions will inevitably lead to a decrease in the yield of high-quality single-crystal SiC ingots and additional investment associated with the short life of the heat shields (and heating elements) and the need to replace them.

Кроме того, элементарный порошкообразный углерод, образующийся в результате обуглероживания источника SiC, может попадать на поверхность пластины затравочного монокристалла SiC, вызывая деградацию растущего слитка и приводя к снижению выхода качественных монокристаллических слитков SiC.In addition, elemental powdery carbon resulting from the carburization of a SiC source can fall on the surface of a wafer of a SiC seed single crystal, causing degradation of the growing ingot and leading to a decrease in the yield of high-quality single-crystal SiC ingots.

Известны способы получения монокристаллического SiC, позволяющие частично избавиться от этих недостатков.Known methods for producing single-crystal SiC, allowing partially to get rid of these disadvantages.

Так, в способе (RU 2621767, С30В 23/00, С30В 23/06, С30В 29/36, С23С 14/24, 2016) тигель устанавливают в камере роста в зоне максимального нагрева таким образом, что часть его боковых стенок располагается в верхней зоне камеры роста, при этом торец боковой стенки тигля размещен при температуре от 1000 до 1500°С.Такое техническое решение позволяет обеспечить сплошность стенок тигля в зоне максимального нагрева и препятствует выходу кремнийсодержащих летучих соединений из тигля в окружающее его пространство в зоне максимального нагрева, увеличивая срок службы основного экрана и нагревателя, что приводит к увеличению выхода качественных монокристаллических слитков SiC и снижению затрат на проведение способа.So, in the method (RU 2621767, C30B 23/00, C30B 23/06, C30B 29/36, C23C 14/24, 2016), the crucible is installed in the growth chamber in the maximum heating zone so that part of its side walls is located in the upper the growth chamber, while the end of the side wall of the crucible is placed at a temperature of from 1000 to 1500 ° C. This technical solution allows to ensure the continuity of the walls of the crucible in the zone of maximum heating and prevents the exit of silicon-containing volatile compounds from the crucible into the surrounding space in the zone of maximum heating, increasing service life screen and heater, which leads to an increase in the yield of high-quality single-crystal ingots SiC and lower costs for carrying out the method.

Известен способ получения монокристаллического SiC, реализуемый с помощью аппарата для выращивания монокристаллического SiC, в котором между боковыми поверхностями тигля и тепловым экраном, который располагают вокруг внешней поверхности тигля, создают зазор 5-40 мм (JP 2011219295, С30В 23/06, С30В 29/36, 2010). Такое техническое решение позволяет уменьшить деградацию свойств теплового экрана, но не влияет на общий поток кремнийсодержащих летучих соединений из внутреннего пространства тигля.A known method of producing single-crystal SiC, implemented using an apparatus for growing single-crystal SiC, in which between the side surfaces of the crucible and the heat shield that is placed around the outer surface of the crucible, create a gap of 5-40 mm (JP 2011219295, C30B 23/06, C30B 29 / 36, 2010). This technical solution allows to reduce the degradation of the properties of the heat shield, but does not affect the total flow of silicon-containing volatile compounds from the inner space of the crucible.

Известен ряд способов получения монокристаллического SiC, реализуемых с помощью аппарата для выращивания монокристаллического SiC, в которых улучшают герметичность сопряжения графитовых деталей ростового тигля (крышки тигля и самого тигля). Для этого сопрягаемые графитовые детали фиксируются друг относительно друга посредством резьбового соединения, расположенного в определенной позиции относительно материала источника (JP 2008074665, С30В 29/36, С30В 29/10, 2008).A number of methods for producing single-crystal SiC are known, which are realized using an apparatus for growing single-crystal SiC, in which the tightness of the conjugation of graphite parts of a growth crucible (crucible lid and the crucible itself) is improved. For this, the mating graphite parts are fixed relative to each other by means of a threaded connection located in a certain position relative to the source material (JP 2008074665, C30B 29/36, C30B 29/10, 2008).

Известны также способы и аппараты для выращивания высококачественных монокристаллических слитков SiC, в которых используют графитовый ростовой тигель с резьбовым соединением (JP 2006069851, С30В 29/36, С30В 29/10, 2006; ЕР 2365110, С30В 23/00, С30В 29/36, 2011; JP 2010202485 (A), С30В 23/06, С30В 29/36, H01L 21/203, 2010); для герметизации сопряжения частей тигля применяют высокотемпературные прокладки из терморасширенного графита (RU 2425914, С30В 23/00, С30В 23/02, С30В 29/10, 2011); тигель и его крышку изготавливают из марок графита с разным коэффициентом термического расширения (JP 2005239464, С30В 29/36, H01L 21/203, С30В29/10, H01L 21/02, 2005). Такие конструкции тиглей уменьшают деградацию теплоизолирующих экранов, расположенных вокруг тигля, хотя и не устраняют полностью взаимодействие теплоизолирующих экранов с кремнийсодержащими летучими соединениями.There are also known methods and apparatus for growing high-quality single-crystal SiC ingots that use a graphite growth crucible with a threaded connection (JP 2006069851, C30B 29/36, C30B 29/10, 2006; EP 2365110, C30B 23/00, C30B 29/36, 2011; JP 2010202485 (A), C30B 23/06, C30B 29/36, H01L 21/203, 2010); to seal the mating parts of the crucible, high-temperature gaskets made of thermally expanded graphite are used (RU 2425914, С30В 23/00, С30В 23/02, С30В 29/10, 2011); the crucible and its lid are made of grades of graphite with a different coefficient of thermal expansion (JP 2005239464, C30B 29/36, H01L 21/203, C30B29 / 10, H01L 21/02, 2005). Such crucible designs reduce the degradation of heat-insulating screens located around the crucible, although they do not completely eliminate the interaction of heat-insulating screens with silicon-containing volatile compounds.

Полностью исключить поток кремнийсодержащих летучих соединений из пространства внутри тигля в пространство камеры роста позволяет выполнение тигля и его крышки из ниобия или тантала (US 2002059901, С30В 23/00, С30В 23/06, С30В 35/00, 1997) и способ выращивания монокристаллов SiC с использованием такого тигля (US 2002083891, С30В 23/00, С30В 23/06, С30В 35/00, 1997). Такой тигель абсолютно не пропускает через свои стенки кремнийсодержащие летучие соединения, однако вызывает технологические сложности, поскольку изменение давления внутри тигля методом откачки камеры роста затруднено.Completely exclude the flow of silicon-containing volatile compounds from the space inside the crucible into the space of the growth chamber allows the execution of the crucible and its lid from niobium or tantalum (US 2002059901, C30B 23/00, C30B 23/06, C30B 35/00, 1997) and a method for growing SiC single crystals using such a crucible (US 2002083891, C30B 23/00, C30B 23/06, C30B 35/00, 1997). Such a crucible absolutely does not pass silicon-containing volatile compounds through its walls, but it causes technological difficulties, since it is difficult to change the pressure inside the crucible by pumping the growth chamber.

Известны способы, в которых изменяли состав атмосферы, в которой выращивается слиток.Known methods in which changed the composition of the atmosphere in which the ingot is grown.

Для получения более качественных монокристаллических слитков SiC рост проводят в атмосфере роста, содержащей гелий (парциальное давление не менее 40 об. %), а также один из инертных газов из группы неон, аргон, криптон, ксенон и радон (CN 102575383, С30В 23/00, С30В 29/36, 2012). С этой же целью выполняли рост монокристаллических слитков в атмосфере, состоящей из некоррозионного газа (один из углеводородов) и инертного газа (аргон, гелий, а также азот) (JP 2009249207 (А), С30В 29/36).To obtain better single-crystal SiC ingots, growth is carried out in a growth atmosphere containing helium (partial pressure of at least 40 vol.%), As well as one of the inert gases from the group of neon, argon, krypton, xenon and radon (CN 102575383, С30В 23 / 00, C30B 29/36, 2012). For the same purpose, single-crystal ingots were grown in an atmosphere consisting of a non-corrosive gas (one of hydrocarbons) and an inert gas (argon, helium, and nitrogen) (JP 2009249207 (A), С30В 29/36).

Для выращивания монокристаллических слитков SiC широко используется водород, как широко известный дешевый восстановитель и травитель. Так, водород используется как элемент атмосферы роста для очистки поверхности пластины затравочного монокристалла перед инициацией процесса роста монокристаллического слитка SiC (JP 2010100488 (А), С30В 29/36, 2010; JP 2008260665 (А), С30В 29/36, 2008), для отжига монокристаллических слитков SiC, в смеси с инертным газом (US 2009114924 (A1), С30В 25/00, С30В 29/36, 2009; JP 2006290705 (А), С30В 29/36, 2012), в том числе in-situ отжига (ЕР 2653591, С30В 23/06, С30В 29/36, C30B 33/02, 2010), для снижения концентрации азота в монокристаллических слитках SiC и получения полуизолирующих монокристаллических слитков SiC (TW 200510264 (А), С30В 23/00, С30В 29/36, 2005), а также монокристаллических слитков с контролируемым содержанием азота (TW 200510583 (А), С30В 23/00, 2005), для травления поверхности пластины затравочного монокристалла SiC (JP 2012051760, С30В 29/36, 2012).Hydrogen is widely used to grow single-crystal SiC ingots, as a well-known cheap reducing agent and etchant. Thus, hydrogen is used as an element of the growth atmosphere to clean the surface of a wafer of a seed single crystal before initiating the growth process of a single-crystal ingot SiC (JP 2010100488 (A), C30B 29/36, 2010; JP 2008260665 (A), C30B 29/36, 2008), for annealing of single-crystal SiC ingots mixed with an inert gas (US 2009114924 (A1), С30В 25/00, С30В 29/36, 2009; JP 2006290705 (A), С30В 29/36, 2012), including in-situ annealing (EP 2653591, C30B 23/06, C30B 29/36, C30B 33/02, 2010), to reduce the nitrogen concentration in single-crystal SiC ingots and to obtain semi-insulating single-crystal SiC ingots (TW 200510264 (A), C30B 23 / 00, С30В 29/36, 2005), as well as single-crystal ingots with a controlled nitrogen content (TW 200510583 (A), С30В 23/00, 2005), for etching the surface of a wafer of a SiC seed single crystal (JP 2012051760, С30В 29/36, 2012 )

Все представленные выше способы, изменяя атмосферу роста монокристаллических слитков SiC, решали проблему повышения качества монокристаллических слитков, однако, при возможном повышении качества происходило разрушение графитовой арматуры камеры роста, теплового экрана и графитового нагревателя (при резистивном нагреве), вследствие их взаимодействия как с кремнийсодержащими летучими реагентами, так и с водородом. Быстрое разрушение теплового экрана и нагревателя способствует неконтролируемому изменению теплового распределения в камере роста и ухудшению качества растущих монокристаллических слитков SiC. Негативным результатом также являются: высокие расходы на дорогостоящие графитовые детали, низкий выход годных монокристаллических слитков SiC, дополнительное время, необходимое для замены графитовых деталей и очистки пространства камеры роста от продуктов взаимодействия графитовых деталей с атмосферой роста, что приводит к снижению процента выхода годных монокристаллических слитков и к повышению общей суммы производственных расходов на единицу полезной продукции.All of the above methods, changing the growth atmosphere of single-crystal ingots SiC, solved the problem of improving the quality of single-crystal ingots, however, with a possible increase in quality, the graphite reinforcement of the growth chamber, heat shield and graphite heater (with resistive heating) were destroyed due to their interaction as with silicon-containing volatile reagents, and with hydrogen. The rapid destruction of the heat shield and heater contributes to an uncontrolled change in the heat distribution in the growth chamber and to a deterioration in the quality of growing single-crystal SiC ingots. The negative result is also: high costs for expensive graphite parts, low yield of single-crystal SiC ingots, additional time required to replace graphite parts and clean the chamber of the growth chamber from the products of the interaction of graphite parts with the growth atmosphere, which leads to a decrease in the percentage of yield of single-crystal ingots and to increase the total amount of production costs per unit of useful products.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения монокристаллического слитка SiC (JP H08208380, С30В 23/00, С30В 29/36, H01L 33/34, 1996) методом сублимационной рекристаллизации, который включает стадию выращивания монокристаллического слитка карбида кремния в атмосфере роста, содержащей от 1 ppm до 90 об. % водорода в инертном газе, таком как аргон. Атомы водорода, адсорбируясь на поверхности пластины затравочного монокристалла SiC и на поверхности растущего монокристаллического слитка SiC, взаимодействуют с частицами углерода на этой поверхности и приводят соотношение кремния и углерода на поверхности пластины затравочного монокристалла и - соответственно - на поверхности растущего монокристаллического слитка SiC к стехиометрическому, необходимому для создания идеального стехиометрического монокристалла карбида кремния SiC. Атомы аргона контролируют скорость диффузии молекул и в итоге скорость роста слитка SiC.Closest to the claimed is a method of producing a single crystal ingot SiC (JP H08208380, C30B 23/00, C30B 29/36, H01L 33/34, 1996) by the method of freeze-drying recrystallization, which includes the step of growing a single crystal ingot of silicon carbide in a growth atmosphere containing from 1 ppm up to 90 rpm % hydrogen in an inert gas such as argon. Hydrogen atoms adsorbed on the surface of a plate of a seed single crystal SiC and on the surface of a growing single-crystal ingot SiC interact with carbon particles on this surface and give the ratio of silicon and carbon on the surface of a plate of a seed single crystal and, respectively, on the surface of a growing single-crystal ingot SiC to the stoichiometric required to create the perfect stoichiometric silicon carbide single crystal SiC. Argon atoms control the diffusion rate of molecules and, as a result, the growth rate of the SiC ingot.

Рост слитка монокристаллического SiC производили следующим образом. Пластину затравочного монокристалла закрепляли на внутренней поверхности крышки графитового ростового тигля, в тигель засыпали источник - порошок карбида кремния, после чего тигель закрывали крышкой и размещали внутри камеры роста, на графитовый стержень. Вокруг ростового тигля размещали тепловой экран из графитового войлока. Стенки камеры роста представляли из себя двойную кварцевую трубу, нагрев осуществляли с помощью ВЧ нагревателя.Single crystal SiC ingot growth was performed as follows. The plate of the seed single crystal was fixed on the inner surface of the lid of a graphite growth crucible, a source of silicon carbide powder was poured into the crucible, after which the crucible was closed by a lid and placed inside the growth chamber on a graphite rod. Around the growth crucible was placed a heat shield of graphite felt. The walls of the growth chamber were a double quartz tube; heating was carried out using an rf heater.

Смесь водорода и аргона начинала поступать непосредственно в камеру роста, через газоввод, вмонтированный в верхнюю крышку камеры роста, при достижении температуры 2000°C. Температуру источника поднимали до 2400°C, после чего производили откачку до 10 Торр и вели процесс выращивания монокристаллического слитка SiC. Концентрацию водорода в смеси с аргоном устанавливали в диапазоне от 1 ppm до 90 об. %. При более низкой концентрации не наблюдали эффекта травления углерода на пластине затравочного монокристалла, при более высокой концентрации водорода не могли контролировать диффузию летучих кремнийсодержащих частиц газообразным аргоном, то есть не удавалось контролировать скорость роста монокристаллического слитка SiC.A mixture of hydrogen and argon began to enter directly into the growth chamber, through a gas inlet mounted in the top cover of the growth chamber, when the temperature reached 2000 ° C. The temperature of the source was raised to 2400 ° C, after which it was pumped out to 10 Torr and the process of growing a single-crystal ingot SiC was carried out. The hydrogen concentration in the mixture with argon was set in the range from 1 ppm to 90 vol. % At a lower concentration, the effect of carbon etching on the seed single crystal wafer was not observed; at a higher hydrogen concentration, they could not control the diffusion of volatile silicon-containing particles with argon gas, i.e., it was not possible to control the growth rate of a single-crystal SiC ingot.

Недостатком этого способа является то, что смесь водорода и аргона подается непосредственно в камеру роста, а не в ростовой тигель, где атомы водорода, адсорбируясь на поверхности пластины затравочного монокристалла SiC и на поверхности растущего монокристаллического слитка SiC, взаимодействуют с частицами углерода на этой поверхности, улучшая качество растущего монокристаллического слитка SiC. Для того чтобы попасть в ростовой тигель, молекулы водорода и аргона должны диффундировать через массив материала теплового экрана, изготовленного из графитового войлока, и сквозь стенки ростового тигля из плотного графита. Как известно, водород при температурах выше 1500°С активно вступает в реакцию с углеродом с образованием летучих углеводородов (метан, ацетилен). Таким образом, добавление водорода в пространство камеры роста в процессе выращивания монокристаллических слитков карбида кремния не только позволяет осуществить травление остаточного углерода на поверхности растущего монокристаллического слитка SiC, но также приводит к травлению графитовой арматуры, теплового экрана и - при использовании резистивного нагрева - нагревателя. Взаимодействие водорода с графитовой арматурой, тепловым экраном и нагревателем приводит к их преждевременному износу, что в свою очередь ведет к удорожанию процесса выращивания (замена арматуры).The disadvantage of this method is that the mixture of hydrogen and argon is fed directly to the growth chamber, and not to the growth crucible, where the hydrogen atoms adsorbed on the surface of the plate of a seed single crystal SiC and on the surface of a growing single crystal ingot SiC interact with carbon particles on this surface, improving the quality of the growing single-crystal ingot SiC. In order to get into a growth crucible, hydrogen and argon molecules must diffuse through the mass of the material of the heat shield made of graphite felt and through the walls of the growth crucible from dense graphite. As is known, hydrogen at temperatures above 1500 ° C actively reacts with carbon to form volatile hydrocarbons (methane, acetylene). Thus, the addition of hydrogen to the space of the growth chamber during the growth of single-crystal silicon carbide ingots not only allows etching of the residual carbon on the surface of the growing single-crystal SiC ingot, but also leads to the etching of graphite reinforcement, heat shield and, when using resistive heating, a heater. The interaction of hydrogen with graphite fittings, a heat shield and a heater leads to their premature wear, which in turn leads to a rise in the cost of the growing process (replacement of fittings).

Кроме того, когда водород диффундирует через объемные графитовые детали, выполненные из графитов различных марок и нагретые до разных температур, практически невозможно определить какое количество водорода вступает в реакцию с графитовой арматурой, а какое количество водорода попадает в ростовой тигель. Таким образом, количество водорода в атмосфере роста в условиях, представленных в заявке прототипа, всегда будет избыточным, а условия в ростовом тигле всегда будут невоспроизводимыми, что приводит к нестабильности скорости роста монокристаллических слитков SiC. Из-за этого снижается производительность способа и ухудшается качество монокристаллических слитков SiC.In addition, when hydrogen diffuses through bulk graphite parts made of graphites of various grades and heated to different temperatures, it is practically impossible to determine how much hydrogen reacts with graphite reinforcement and how much hydrogen enters the growth crucible. Thus, the amount of hydrogen in the growth atmosphere under the conditions presented in the prototype application will always be excessive, and the conditions in the growth crucible will always be irreproducible, which leads to instability of the growth rate of single-crystal SiC ingots. Because of this, the productivity of the method decreases and the quality of single-crystal SiC ingots deteriorates.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения монокристаллического SiC, обеспечивающего технический результат, заключающийся в снижении затрат на проведение способа, повышении его производительности и улучшении качества выращенных монокристаллических слитков SiC.The objective of the invention is to provide a method for producing single-crystal SiC, providing a technical result, which consists in reducing the cost of carrying out the method, increasing its productivity and improving the quality of grown single-crystal SiC ingots.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что при получении монокристаллического слитка SiC сублимацией источника SiC, размещенного в ростовом тигле, с последующей конденсацией паров на пластину затравочного монокристалла SiC, в атмосфере роста, состоящей из смеси инертного газа и водорода, в камере роста, имеющей отверстие в дне, размещают имеющий отверстие в дне тигель путем установки его на держателе с основанием, имеющим отверстие и закрепленным на штоке с продольным отверстием, который проходит через отверстие в дне камеры роста, таким образом, что отверстия в дне тигля, в основании держателя и в штоке образуют единый канал для прохода газовой смеси инертного газа и водорода, в тигле, в зоне расположения источника, обеспечивают возможность размещения источника SiC в тигле с отверстием в дне, а в процессе роста осуществляют подачу смеси инертного газа с водородом, содержание которого составляет от 2 до 20 об. %, непосредственно в зону расположения источника SiC в тигле через единый канал, образованный отверстиями в тигле, основании держателя и штоке.The essence of the proposed method lies in the fact that upon receipt of a single-crystal SiC ingot by sublimation of a SiC source placed in a growth crucible, followed by condensation of vapors on a plate of a SiC seed single crystal, in a growth atmosphere consisting of a mixture of inert gas and hydrogen in a growth chamber with an aperture in the bottom, a crucible having a hole in the bottom is placed by mounting it on a holder with a base having a hole and fixed to a rod with a longitudinal hole that passes through the hole in the bottom of the chamber , so that the holes in the bottom of the crucible, in the base of the holder and in the rod form a single channel for the passage of a gas mixture of inert gas and hydrogen in the crucible, in the area of the source, provide the ability to place the SiC source in the crucible with the hole in the bottom, and during the growth process, a mixture of inert gas with hydrogen is supplied, the content of which is from 2 to 20 vol. % directly to the zone of location of the SiC source in the crucible through a single channel formed by holes in the crucible, the base of the holder and the rod.

Тигель может быть выполнен с боковыми стенками, высота которых превышает продольный размер рабочего объема тигля, а часть боковых стенок, находящихся над крышкой тигля, располагается в верхней зоне камеры роста, таким образом, что торец боковой стенки тигля размещен при температуре от 1000 до 1500°C.The crucible can be made with side walls whose height exceeds the longitudinal size of the working volume of the crucible, and part of the side walls located above the crucible cover is located in the upper zone of the growth chamber, so that the end face of the side wall of the crucible is placed at a temperature of from 1000 to 1500 ° C.

Возможность размещения источника SiC в тигле, имеющем отверстие в дне, можно обеспечить путем размещения соосно отверстию на дне тигля цилиндрической графитовой втулки, внутренний диаметр которой, по меньшей мере, равен диаметру отверстия в дне тигля, с образованием области для размещения источника SiC между внутренней поверхностью тигля и внешней поверхностью втулки.The ability to place a SiC source in a crucible having a hole in the bottom can be achieved by placing a cylindrical graphite sleeve, the inner diameter of which is at least equal to the diameter of the hole in the bottom of the crucible, coaxially with the hole on the bottom of the crucible, with the formation of a region for placing the SiC source between the inner surface crucible and the outer surface of the sleeve.

Возможность размещения источника SiC в тигле, имеющем отверстие в дне, можно обеспечить путем размещения закрепленной на внутреннейThe ability to place the SiC source in a crucible having an opening in the bottom can be achieved by placing it fixed on the inside

поверхности стенок тигля пластины из пористого графита над дном тигля с образованием области для размещения источника SiC, ограниченной внутренней поверхностью тигля и верхней поверхностью пластины.the surface of the walls of the crucible of the plate of porous graphite above the bottom of the crucible with the formation of the area for the source of SiC, limited by the inner surface of the crucible and the upper surface of the plate.

Инертный газ выбирают из ряда гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон.Inert gas is selected from a series of helium, neon, argon, krypton, xenon, radon.

При введение смеси инертного газа с водородом через единый канал непосредственно в тигель, в зону расположения источника на пути газового потока в ростовой тигель отсутствуют объемные графитовые детали (арматуры, теплового экрана, нагревателя), активно взаимодействующие с водородом и уменьшающие концентрацию водорода. Поэтому введение смеси инертного газа и водорода через единый канал непосредственно в ростовой тигель приводит, во-первых, к минимизации количества водорода, используемого в процессе роста монокристаллического слитка SiC, и, следовательно, к увеличению срока службы графитовой арматуры, экрана и нагревателя, во-вторых, к высокой воспроизводимости процесса выращивания слитков монокристаллического SiC и увеличению выхода годных слитков, так как водород доставляется в тигель локально, вступая в первую очередь во взаимодействие с углеродом в тигле, в том числе с углеродом в обуглероженном источнике и углеродом на поверхности затравки и растущего слитка.When a mixture of inert gas with hydrogen is introduced through a single channel directly into the crucible, in the zone where the source is located on the path of the gas flow into the growth crucible, there are no volumetric graphite parts (valves, heat shield, heater) that actively interact with hydrogen and reduce the hydrogen concentration. Therefore, the introduction of a mixture of inert gas and hydrogen through a single channel directly into the growth crucible leads, firstly, to minimizing the amount of hydrogen used in the process of growing a single-crystal SiC ingot, and, consequently, to increasing the service life of graphite reinforcement, screen and heater, secondly secondly, to a high reproducibility of the process of growing ingots of single-crystal SiC and an increase in the yield of suitable ingots, since hydrogen is delivered locally to the crucible, primarily interacting with carbon in needle, including a carbon source in obuglerozhennom and carbon on the surface of the seed and the growing ingot.

Важным является вопрос о количестве водорода, необходимого для реализации способа. Водород, взаимодействуя с углеродом в ростовом тигле, в зоне источника при температурах выращивания монокристаллического слитка SiC, приводит к увеличению транспорта углерода и достижению стехиометричного отношения Si/C в атмосфере роста. Тем самым водород препятствует обуглероживанию источника и попаданию элементарного порошкообразного углерода на поверхность пластины затравочного монокристалла или растущего слитка SiC, улучшая качество кристалла SiC.An important issue is the amount of hydrogen required to implement the method. Hydrogen interacting with carbon in the growth crucible in the source zone at the temperatures of growing a single-crystal SiC ingot leads to an increase in carbon transport and the achievement of a stoichiometric Si / C ratio in the growth atmosphere. Thus, hydrogen prevents carbonization of the source and the entry of elemental powdered carbon onto the surface of the wafer of a seed single crystal or a growing SiC ingot, improving the quality of the SiC crystal.

В то же время активное взаимодействие водорода с углеродом и карбидом кремния на поверхности растущего монокристаллического слитка SiC приводит к снижению такого важного технологического параметра процесса выращивания как наблюдаемая скорость роста слитка, так как наблюдаемая скорость роста является суммой двух процессов на поверхности растущего слитка - осаждения карбида кремния из газовой фазы и его травления водородом, причем очевидно, что скорость травления пропорциональна количеству свободного водорода.At the same time, the active interaction of hydrogen with carbon and silicon carbide on the surface of a growing single-crystal ingot SiC leads to a decrease in such an important technological parameter of the growing process as the observed growth rate of the ingot, since the observed growth rate is the sum of two processes on the surface of the growing ingot - deposition of silicon carbide from the gas phase and its etching with hydrogen, and it is obvious that the etching rate is proportional to the amount of free hydrogen.

Нижняя граница количества водорода, которое необходимо добавить в инертный газ, определяется наблюдаемым улучшением качества растущих слитков, которое удается зафиксировать. По нашим экспериментальным оценкам, эта величина составляет 1-2 об. % от инертного газа.The lower limit of the amount of hydrogen that must be added to the inert gas is determined by the observed improvement in the quality of the growing ingots, which can be fixed. According to our experimental estimates, this value is 1-2 vol. % of inert gas.

Верхняя граница количества водорода, которое может быть добавлено в инертный газ, определяется совокупным влиянием двух факторов - снижением наблюдаемой скорости роста монокристаллического слитка SiC и снижением срока службы графитовой арматуры, теплового экрана и нагревателя. По нашим экспериментальным оценкам, эта величина составляет 10-20 об. % водорода. При 20 об. % водорода скорость процесса роста слитка SiC падает в 4-5 раз по сравнению со скоростью роста монокристаллического слитка в атмосфере роста без добавления водорода, повреждения графитовой арматуры незначительны.The upper limit of the amount of hydrogen that can be added to an inert gas is determined by the combined influence of two factors: a decrease in the observed growth rate of a single-crystal SiC ingot and a decrease in the service life of graphite fittings, a heat shield, and a heater. According to our experimental estimates, this value is 10–20 vol. % hydrogen. At 20 vol. % hydrogen, the growth rate of the SiC ingot decreases by 4–5 times compared with the growth rate of a single-crystal ingot in a growth atmosphere without the addition of hydrogen; damage to graphite reinforcement is insignificant.

Для обеспечения подачи смеси инертного газа и водорода непосредственно в ростовой тигель, в зону размещения источника, были выполнены конструктивные изменения в зоне размещения источника SiC, предотвращающие потери источника SiC через отверстие в дне ростового тигля (иными словами, высыпание порошка SiC через отверстие в дне ростового тигля).To ensure the supply of a mixture of inert gas and hydrogen directly to the growth crucible, in the source placement zone, structural changes were made in the SiC source placement zone, preventing loss of the SiC source through the hole in the bottom of the growth crucible (in other words, the precipitation of SiC powder through the hole in the bottom of the growth crucible).

Потери материала источника можно предотвратить, используя пористую тонкостенную графитовую втулку, расположенную вертикально в ростовом тигле и зафиксированную между крышкой тигля и его дном, соосно с отверстием в дне ростового тигля. Внутренний диаметр втулки должен превышать диаметр отверстия в дне ростового тигля. Толщина стенок втулки составляет 1-2 мм, стенки должны быть проницаемы для компонентов паровой фазы, для диффузии последних с источника в канал для прохода газовой смеси.Losses of the source material can be prevented by using a porous thin-walled graphite sleeve located vertically in the growth crucible and fixed between the crucible cover and its bottom, coaxially with the hole in the bottom of the growth crucible. The inner diameter of the sleeve must exceed the diameter of the hole in the bottom of the growth crucible. The thickness of the walls of the sleeve is 1-2 mm, the walls must be permeable to the components of the vapor phase, for the diffusion of the latter from the source into the channel for the passage of the gas mixture.

Другое конструктивное решение для предотвращения потерь материала из источника заключается в размещении на дополнительном уступе, выполненном на внутренней поверхности стенок ростового тигля, тонкой пористой графитовой пластины. Смесь газов, формирующих атмосферу роста, поступает в пространство, образованное стенками тигля, дном тигля и тонкой пористой графитовой пластиной, и диффундирует сквозь пористую пластину, попадая в пространство источника, ограниченное внутренней поверхностью стенок тигля и верхней поверхностью пористой пластины. Пластина должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать вес источника (2-4 кг порошка карбида кремния) и проницаемой для компонентов паровой фазы. В этом случае обеспечивается бесперебойная подача смеси газов, формирующих атмосферу роста, в зону источника ростового тигля, а также отсутствие потерь источника.Another constructive solution to prevent loss of material from the source is to place a thin porous graphite plate on an additional step made on the inner surface of the walls of the growth crucible. The mixture of gases forming the growth atmosphere enters the space formed by the crucible walls, the bottom of the crucible and a thin porous graphite plate, and diffuses through the porous plate, falling into the source space bounded by the inner surface of the crucible walls and the upper surface of the porous plate. The plate must be strong enough to support the weight of the source (2-4 kg of silicon carbide powder) and permeable to vapor phase components. In this case, an uninterrupted supply of a mixture of gases forming the atmosphere of growth into the zone of the source of the growth crucible is ensured, as well as the absence of source losses.

При выращивании монокристаллического слитка SiC в атмосфере роста, содержащей исключительно инертный газ, летучие соединения, образующиеся во внутреннем пространстве тигля и просачивающиеся через щели между сопрягаемыми деталями в пространство камеры роста, сильно обогащены газообразным кремнием, который, двигаясь в более холодные области камеры роста, взаимодействует с графитовой арматурой, тепловым экраном и нагревателем, в результате чего на их поверхностях при температуре 1000-1500°С происходит осаждение поликристаллического карбида кремния. Добавление водорода, как указывалось выше, приводит к увеличению транспорта углерода, за счет образования ряда углеводородов, особенно ацетилена и метана, и к более стехиометричной газовой фазе внутри ростового тигля (то есть, в газовой фазе Si/C≈1). Часть летучих соединений по-прежнему просачивается в пространство камеры роста, но, вследствие лучшей стехиометричности газовой фазы (большему содержанию углерода) летучие соединения кремния и углерода взаимодействуют между собой, графитовая арматура, тепловой экран и нагреватель сохраняются лучше и имеют более продолжительный срок службы. Стабильные во времени свойства теплового экрана и нагревателя позволяют увеличить производительность способа и исключить изменения качественных характеристик выращенных монокристаллических слитков SiC от слитка к слитка.When a single-crystal SiC ingot is grown in a growth atmosphere containing an exclusively inert gas, the volatile compounds formed in the inner space of the crucible and seeping through the gaps between the mating parts into the space of the growth chamber are strongly enriched in gaseous silicon, which interacts in cooler regions of the growth chamber with graphite fittings, a heat shield and a heater, resulting in the deposition of polycrystalline carbide on their surfaces at a temperature of 1000-1500 ° C silicon. The addition of hydrogen, as mentioned above, leads to an increase in carbon transport, due to the formation of a number of hydrocarbons, especially acetylene and methane, and to a more stoichiometric gas phase inside the growth crucible (i.e., in the gas phase Si / C≈1). Part of the volatile compounds still seeps into the space of the growth chamber, but, due to the better stoichiometry of the gas phase (higher carbon content), the volatile silicon and carbon compounds interact with each other, the graphite fittings, the heat shield, and the heater are better preserved and have a longer service life. The time-stable properties of the heat shield and heater can increase the productivity of the method and prevent changes in the quality characteristics of the grown single-crystal SiC ingots from ingot to ingot.

Для еще большего увеличения срока службы графитовой арматуры, теплового экрана и нагревателя ростовой тигель может быть конструктивно выполнен с боковыми стенками, высота которых превышает продольный размер рабочего объема ростового тигля и часть которых расположена в верхней зоне камеры роста, таким образом, что торец боковой стенки ростового тигля размещен при температуре от 1000 до 1500°С.Такая конфигурация ростового тигля приводит к тому, что небольшое количество летучих соединений кремния и углерода, проникающих через зазоры между крышкой и тиглем и диффундирующих вверх вдоль внутренней поверхности стенки ростового тигля, при температуре ниже 1500°С, в соответствии с диаграммой состояния, переходят в твердое состояние, конденсируясь на внутренней поверхности стенки ростового тигля.To further increase the service life of graphite reinforcement, heat shield and heater, the growth crucible can be structurally made with side walls whose height exceeds the longitudinal size of the working volume of the growth crucible and part of which is located in the upper zone of the growth chamber, so that the end of the side wall of the growth the crucible is placed at a temperature of from 1000 to 1500 ° C. This configuration of the growth crucible leads to the fact that a small amount of volatile silicon and carbon compounds penetrating through the gaps between yshkoy and the crucible and diffusing upward along the inner wall surface of the growth crucible at a temperature below 1500 ° C, in accordance with the phase diagram, are in a solid state, condenses on the inner wall surface of the growth crucible.

Способ иллюстрируют чертежи.The method is illustrated by drawings.

Фиг. 1 - схема сублимационной установки для осуществления предлагаемого способа (в ростовом тигле установлена цилиндрическая пористая втулка);FIG. 1 is a diagram of a sublimation installation for implementing the proposed method (a cylindrical porous sleeve is installed in the growth crucible);

Фиг. 2 - схема сублимационной установки для осуществления предлагаемого способа (в ростовом тигле размещена тонкая пористая пластина).FIG. 2 is a diagram of a sublimation apparatus for implementing the proposed method (a thin porous plate is placed in the growth crucible).

В качестве технического средства для осуществления предлагаемого способа получения монокристаллического SiC, используют сублимационную установку для выращивания монокристаллического SiC (Фиг. 1), которая содержит цилиндрическую вакуумную камеру роста 1, к которой подключены вакуумная система и система газонапуска.As a technical means for implementing the proposed method for producing single-crystal SiC, a freeze-drying apparatus for growing single-crystal SiC is used (Fig. 1), which contains a cylindrical vacuum growth chamber 1, to which a vacuum system and a gas inlet system are connected.

Система газонапуска состоит из двух газовых магистралей - А и Б. Газовая магистраль А служит для напуска инертного газа в камеру роста, в пространство между стенками камеры 1 и тепловым экраном 2 из углеродных материалов. Газовая магистраль Б предназначена для напуска смеси инертного газа и водорода непосредственно в ростовой тигель 5, в зону расположения источника SiC.The gas inlet system consists of two gas lines - A and B. Gas line A serves to inert gas inlet into the growth chamber, into the space between the walls of the chamber 1 and the heat shield 2 made of carbon materials. Gas line B is intended for the inlet of a mixture of inert gas and hydrogen directly into the growth crucible 5, in the area of the source of SiC.

Магистраль Б служит для напуска газовой смеси непосредственно в ростовой тигель 5, для получения технического результата по предлагаемому способу. Магистраль А служит для напуска инертного газа в камеру роста 1 в процессе выхода на режим перед выращиванием слитка, когда камера роста 1 заполняется инертным газом с большим расходом и нежелательно пропускать весь инертный газ через зону источника, во избежание появления взвешенных частиц углерода или карбида кремния в пространстве ростового тигля и загрязнения поверхности пластины затравочного монокристалла.Highway B serves to fill the gas mixture directly into the growth crucible 5, to obtain a technical result according to the proposed method. Line A serves to inert gas inlet into the growth chamber 1 in the process of entering the regime before growing the ingot, when the growth chamber 1 is filled with inert gas with a high flow rate and it is undesirable to pass all inert gas through the source zone, in order to avoid the appearance of suspended carbon or silicon carbide particles in the space of the growth crucible and surface contamination of the seed plate of the single crystal.

Через отверстие в дне камеры роста 1, через вакуумплотное соединение в камеру роста 1 введен шток держателя 3, на верхнем конце которого размещено основание держателя тигля 4. Тигель 5 расположен на основании держателя тигля 4. Шток держателя тигля 3 конструктивно изготовлен в виде полого стержня с осевым продольным отверстием. В дне тигля 5 и в основании держателя тигля 4 также выполнены отверстия. При сборке держателя тигля 5 путем соединения штока держателя тигля 3 и основания держателя тигля 4 и дальнейшем размещении на собранном держателе тигля 5, отверстия в дне тигля 5, в основании держателя тигля 4 и в штоке держателя тигля 3 совпадают, образуя единый канал для прохода газовой смеси 6, который присоединен к газовой магистрали Б. При необходимости места сочленения штока, основания держателя и тигля уплотняются высокотемпературными прокладками из высокочистого терморасширенного графита. Смесь газов (инертный газ - обычно аргон - и водород) из магистрали Б попадает в канал 6 для прохода газовой смеси и далее непосредственно в ростовой тигель 5, в зону размещения источника SiC 12.Through the hole in the bottom of the growth chamber 1, through the vacuum-tight connection, the rod of the holder 3 is inserted into the growth chamber 1, at the upper end of which the base of the crucible holder 4 is placed. The crucible 5 is located on the base of the crucible holder 4. The rod of the crucible holder 3 is constructed in the form of a hollow rod with axial longitudinal hole. Holes are also made in the bottom of the crucible 5 and in the base of the crucible holder 4. When assembling the crucible holder 5 by connecting the rod of the crucible holder 3 and the base of the crucible holder 4 and then placing it on the assembled crucible holder 5, the holes in the bottom of the crucible 5, in the base of the crucible holder 4 and in the rod of the crucible holder 3 coincide, forming a single channel for gas passage mixture 6, which is connected to the gas line B. If necessary, the joints of the rod, the base of the holder and the crucible are sealed with high-temperature gaskets of high-purity thermally expanded graphite. A mixture of gases (inert gas - usually argon - and hydrogen) from line B enters channel 6 for the passage of the gas mixture and then directly into the growth crucible 5, in the zone where the SiC 12 source is located.

При проведении способа на основании держателя тигля 4 располагают ростовой тигель 5 с крышкой тигля 7, дном тигля 8 и боковыми стенками тигля 9. Крышка 7 закреплена на уступе, выполненном на внутренней поверхности боковых стенок тигля 9.When carrying out the method, a growth crucible 5 with a crucible cover 7, a bottom of the crucible 8 and the side walls of the crucible 9 is placed on the base of the crucible holder 4. The cap 7 is mounted on a ledge made on the inner surface of the side walls of the crucible 9.

Внутри полости, образованной тепловым экраном 2, коаксиально с ним расположен резистивный графитовый нагреватель 10, осуществляющий нагрев ростового тигля 5 (в случае ВЧ-нагрева нагреватель расположен с наружной стороны боковых стенок камеры роста).Inside the cavity formed by the heat shield 2, a resistive graphite heater 10 is arranged coaxially with it, heating the growth crucible 5 (in the case of RF heating, the heater is located on the outside of the side walls of the growth chamber).

В сублимационной установке (Фиг. 1) в ростовом тигле 5, в пространстве между дном тигля 8 и крышкой тигля 7 соосно ростовому тиглю 5 устанавливается цилиндрическая втулка из пористого графита 11, внутренний диаметр которой превышает диаметр отверстия в дне тигля 8. В пространство между внутренними поверхностями стенок тигля 9 и внешней поверхностью цилиндрической втулки 11 загружается источник 12 -порошкообразный SiC. Крышка тигля 7 одновременно служит держателем пластины затравочного монокристалла 13, которая фиксируется на нижней поверхности крышки тигля 7.In a sublimation unit (Fig. 1) in a growth crucible 5, in the space between the bottom of the crucible 8 and the lid of the crucible 7, a cylindrical sleeve of porous graphite 11 is installed coaxially with the growth crucible 5, the inner diameter of which exceeds the diameter of the hole in the bottom of the crucible 8. In the space between the inner by the surfaces of the walls of the crucible 9 and the outer surface of the cylindrical sleeve 11, a source 12 of SiC powder is loaded. The lid of the crucible 7 simultaneously serves as the holder of the plate of the seed single crystal 13, which is fixed on the lower surface of the lid of the crucible 7.

В сублимационной установке (Фиг. 2) в ростовом тигле 5, на дополнительном уступе, выполненном на внутренней поверхности стенок тигля 9, устанавливается тонкая пластина из пористого графита 14. Источник 12 загружается в пространство, ограниченное верхней поверхностью тонкой пластины 14 и внутренней поверхностью стенок тигля 9. Крышка тигля 7 одновременно служит держателем пластины затравочного монокристалла 13, которая фиксируется на нижней поверхности крышки тигля 7.In a sublimation installation (Fig. 2), a thin plate of porous graphite 14 is installed in the growth crucible 5, on an additional step made on the inner surface of the walls of the crucible 9. The source 12 is loaded into the space bounded by the upper surface of the thin plate 14 and the inner surface of the walls of the crucible 9. The lid of the crucible 7 simultaneously serves as the holder of the plate of the seed single crystal 13, which is fixed on the lower surface of the lid of the crucible 7.

Способ осуществляют следующим образом (Фиг. 1, Фиг. 2).The method is as follows (Fig. 1, Fig. 2).

Предварительно, через отверстие в дне камеры роста 1в камеру роста вводят и фиксируют посредством вакуумплотного соединения шток держателя тигля 3, на верхнем конце которого закрепляют основание держателя тигля 4. Также в камере роста 1 размещают резистивный нагреватель 10 и тепловой экран 2.Previously, through the hole in the bottom of the growth chamber 1, the rod of the crucible holder 3 is inserted into the growth chamber and fixed by means of a vacuum tight connection, the base of the crucible holder 4 is fixed at its upper end. Also, a resistive heater 10 and a heat shield 2 are placed in the growth chamber 1.

В ростовом тигле 5, имеющим отверстие в дне:In a growth crucible 5 having an opening in the bottom:

- либо размещают тонкостенную графитовую втулку 11 (Фиг. 1), закрепленную между дном тигля 8 и крышкой тигля 7 соосно отверстию в дне тигля, причем внутренний диаметр графитовой втулки больше диаметра отверстия в дне тигля. Таким образом, пространство внутри втулки соединено с каналом для прохода газовой смеси 6. В пространстве, ограниченном боковыми стенками тигля 9, дном тигля 8 и внешними стенками тонкостенной графитовой втулки 11 размещают источник 12 - порошок карбида кремния;- either place a thin-walled graphite sleeve 11 (Fig. 1), fixed between the bottom of the crucible 8 and the cover of the crucible 7 coaxially with the hole in the bottom of the crucible, and the inner diameter of the graphite sleeve is larger than the diameter of the hole in the bottom of the crucible. Thus, the space inside the sleeve is connected to the channel for the passage of the gas mixture 6. In the space bounded by the side walls of the crucible 9, the bottom of the crucible 8 and the outer walls of the thin-walled graphite sleeve 11, a source 12 is placed - silicon carbide powder;

- либо на внутренней поверхности боковых стенок ростового тигля 5, также имеющего отверстие в дне 8, закрепляют пластину из пористого графита 14 (Фиг. 2), а в пространстве над пластиной 14 размещают источник 12.either on the inner surface of the side walls of the growth crucible 5, also having an opening in the bottom 8, a plate of porous graphite 14 is fixed (Fig. 2), and a source 12 is placed in the space above the plate 14.

На крышке тигля 7 фиксируют пластину затравочного монокристалла 13, после чего крышку тигля 7 устанавливают в тигель 5, а тигель 5 размещают внутри камеры роста 1, на основании держателя 4.A plate of the seed single crystal 13 is fixed on the lid of the crucible 7, after which the lid of the crucible 7 is installed in the crucible 5, and the crucible 5 is placed inside the growth chamber 1, on the base of the holder 4.

Камеру роста 1 изолируют от атмосферы и вакуумируют с использованием вакуумной системы, заполняют инертным газом с помощью системы газонапуска по магистрали А и нагревают с помощью нагревательного элемента 10, обеспечивающего температуру, достаточную для сублимации источника 12 и образования кремнийсодержащих летучих соединений. При достижении необходимой температуры обеспечивают подачу газовой смеси (например, аргон и водород) от газовой магистрали Б в канал для прохода газовой смеси 6 с определенным объемным расходом и процентным соотношением компонентов, который поддерживают до конца процесса роста монокристаллического слитка SiC.The growth chamber 1 is isolated from the atmosphere and vacuum using a vacuum system, filled with an inert gas using a gas injection system on line A and heated using a heating element 10, providing a temperature sufficient to sublimate the source 12 and the formation of silicon-containing volatile compounds. When the required temperature is reached, the gas mixture (for example, argon and hydrogen) is supplied from the gas line B to the channel for passing the gas mixture 6 with a certain volumetric flow rate and percentage of components, which is maintained until the end of the growth process of the single-crystal SiC ingot.

Газовая смесь (инертный газ и водород), подаваемая в канал для прохода газовой смеси 6, с минимальными потерями попадает непосредственно в пространство внутри ростового тигля 5, в зону источника SiC.The gas mixture (inert gas and hydrogen) supplied to the channel for passage of the gas mixture 6, with minimal losses, falls directly into the space inside the growth crucible 5, in the zone of the SiC source.

После выдержки, необходимой для термостабилизации ростового тигля 5, проводят откачку камеры роста 1 до некоторого давления газовой смеси (например, аргон и водород), при котором активируется процесс переноса кремнийсодержащих летучих соединений от источника 12 к пластине затравочного монокристалла 13 и роста монокристаллического слитка SiC.After the exposure necessary for thermal stabilization of the growth crucible 5, the growth chamber 1 is pumped to a gas mixture pressure (for example, argon and hydrogen), at which the process of transferring silicon-containing volatile compounds from source 12 to the seed crystal single crystal plate 13 and the growth of a single-crystal SiC ingot is activated.

Проводят рост слитка, поддерживая достигнутое давление в камере роста 1 (динамическое равновесие между подачей газовой смеси в камеру роста 1 посредством системы газонапуска и регулируемой откачкой газовой смеси из камеры роста 1 посредством вакуумной системы) и температуру в тигле, достаточную для сублимации источника.The ingot is grown, maintaining the achieved pressure in the growth chamber 1 (dynamic equilibrium between the supply of the gas mixture to the growth chamber 1 through the gas inlet system and the regulated pumping of the gas mixture from the growth chamber 1 through the vacuum system) and the temperature in the crucible is sufficient to sublimate the source.

При использовании первого конструктивного решения для размещения источника (Фиг. 1) кремнийсодержащие летучие соединения, образующиеся в источнике 12, диффундируют через тонкие стенки тонкостенной графитовой втулки 11 и попадают в область, ограниченную внутренней поверхностью тонкостенной графитовой втулки 11, где смешиваются с потоком газов, идущих по каналу 6 для прохода газовой смеси от магистрали Б внутрь тигля 5, к пластине затравочного монокристалла 13. В свою очередь газовая смесь (инертный газ и водород), подаваемая к пластине затравочного монокристалла 13 по каналу 6 для прохода газовой смеси, также диффундирует через стенку втулки 11 в область источника 12, где смешивается с летучими кремнийсодержащими соединениями.When using the first constructive solution for locating the source (Fig. 1), silicon-containing volatile compounds formed in the source 12 diffuse through the thin walls of the thin-walled graphite sleeve 11 and fall into the region bounded by the inner surface of the thin-walled graphite sleeve 11, where they are mixed with the flow of gases going through channel 6 for passage of the gas mixture from line B inside the crucible 5, to the plate of the seed single crystal 13. In turn, the gas mixture (inert gas and hydrogen) supplied to the plate of a single crystal 13 through the channel 6 for the passage of the gas mixture, also diffuses through the wall of the sleeve 11 into the region of the source 12, where it is mixed with volatile silicon-containing compounds.

При использовании второго конструктивного решения для размещения источника (Фиг. 2) газовая смесь, попадает в пространство, ограниченное дном тигля 8, стенками тигля 9 и пластиной пористого графита 14, диффундирует через пористую пластину 14, смешивается с кремнийсодержащими летучими соединениями на источнике 12 и достигает пластины затравочного монокристалла 13.When using the second design solution for placing the source (Fig. 2), the gas mixture enters the space bounded by the bottom of the crucible 8, the walls of the crucible 9 and the plate of porous graphite 14, diffuses through the porous plate 14, mixes with silicon-containing volatile compounds at the source 12, and reaches single crystal wafer 13.

После завершения процесса выращивания монокристаллического слитка SiC камеру роста 1 охлаждают до комнатной температуры и разгерметизируют. Качество выращенного слитка оценивают визуально, а также после распиловки слитка на пластины, шлифовки и полировки, методом селективного "мокрого" травления в расплаве КОН, в течение 5 минут при температуре 550°С и оптической микроскопии.After the process of growing a single-crystal SiC ingot is completed, growth chamber 1 is cooled to room temperature and depressurized. The quality of the grown ingot is evaluated visually, as well as after sawing the ingot into plates, grinding and polishing, by selective wet etching in a KOH melt, for 5 minutes at a temperature of 550 ° C and optical microscopy.

Скорость роста монокристаллического слитка определяют прямым измерением, а также гравиметрическим методом, при известной плотности и диаметре слитка.The growth rate of a single-crystal ingot is determined by direct measurement, as well as by the gravimetric method, at a known density and diameter of the ingot.

Состояние графитовой арматуры, основного экрана 2 и нагревателя 10 оценивают визуально, по следам коррозии на поверхности графита, а также по распределению осадка поликристаллического карбида кремния на графитовых поверхностях.The condition of the graphite reinforcement, the main screen 2 and the heater 10 is evaluated visually, by traces of corrosion on the surface of graphite, as well as by the distribution of the precipitate of polycrystalline silicon carbide on graphite surfaces.

Обоснование конструктивных параметров способа дано в приведенных примерах.The rationale for the design parameters of the method is given in the examples.

Для создания элементов графитовой арматуры, нагревателя и теплового экрана могут быть использованы различные вещества. В частности, это могут быть различные марки графитов или тугоплавкие металлы, стойкие в среде кремнийсодержащих летучих соединений при температуре роста монокристаллического слитка SiC. Наиболее предпочтительным является применение тигля, основания держателя и штока из достаточно плотного, но относительно недорогого конструкционного графита (А2, МГ и др.). Газопроницаемость стенок в этом случае чрезвычайно мала.Various substances can be used to create elements of graphite fittings, a heater, and a heat shield. In particular, these can be various grades of graphites or refractory metals that are stable in the environment of silicon-containing volatile compounds at the growth temperature of a single-crystal ingot SiC. The most preferred is the use of the crucible, the base of the holder and the rod of a sufficiently dense, but relatively inexpensive structural graphite (A2, MG, etc.). The gas permeability of the walls in this case is extremely small.

Для создания атмосферы роста обычно используются высокочистые газы - аргон (марка 5N5) и водород (6N). Аргон является наиболее доступным и дешевым из инертных газов, но для создания инертной атмосферы роста может быть использован любой из семейства инертных газов - гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон.High-purity gases - argon (grade 5N5) and hydrogen (6N) are usually used to create a growth atmosphere. Argon is the most affordable and cheapest of inert gases, but any of the family of inert gases — helium, neon, argon, krypton, xenon, radon — can be used to create an inert growth atmosphere.

Пористая графитовая втулка 11 и пластина 13 могут быть выполнены из специальных марок высокопористого графита (ВК-20, ПГ-50) или из наиболее дешевого электродного графита ГЭ.Porous graphite sleeve 11 and plate 13 can be made of special grades of highly porous graphite (VK-20, PG-50) or the cheapest electrode graphite HE.

Способ реализован в системе с резистивным нагревом, но может быть применим и в системе с ВЧ-нагревом, в которой ВЧ нагреватель, осуществляющий разогрев ростового тигля 5, расположен за пределами камеры роста 1. Для системы с резистивным нагревом осуществление способа приведет к увеличению срока службы не только графитовой арматуры, теплового экрана 2, но и резистивных нагревательных элементов 10.The method is implemented in a system with resistive heating, but can also be applied in a system with rf heating, in which the rf heater, which heats the growth crucible 5, is located outside the growth chamber 1. For a system with resistive heating, the implementation of the method will increase the service life not only graphite fittings, heat shield 2, but also resistive heating elements 10.

Пример 1. Использовали ростовой тигель 5 из графита марки ГЭ с пироуплотнением, с внутренним диаметром стенок 170 мм и габаритной высотой 385 мм.Example 1. Used growth crucible 5 of graphite grade GE with pyro-sealing, with an inner wall diameter of 170 mm and an overall height of 385 mm.

В дне тигля 5 конструктивно выполнено отверстие диаметром 15 мм. В тигле 5 размещали втулку 11 из пористого графита внутренним диаметром 55 мм с толщиной стенок 1 мм. В пространстве, ограниченном внешними стенками втулки 11 из пористого графита и внутренней поверхностью стенок тигля 9 размещали 1,6 кг высокочистого порошка SiC производства фирмы Saint Gobain (Норвегия), с размером зерна 100 мкм, в качестве источника 12. Использовали пластину затравочного монокристалла 13 диаметром 2 дюйма политипа 4Н с номинальной ориентацией (0001) с отклонением 4° в направлении [11-20] со средней плотностью пор 10-30 см-2, которую закрепляли на крышке тигля 7. Крышку тигля 7 размещали в ростовом тигле 5, на уступе, выполненном на внутренней поверхности стенок тигля 9, после чего тигель 5 помещали в камеру роста 1, на основание держателя 4, в котором конструктивно In the bottom of the crucible 5, a hole with a diameter of 15 mm is structurally made. A sleeve 11 of porous graphite with an inner diameter of 55 mm and a wall thickness of 1 mm was placed in crucible 5. 1.6 kg of high-purity SiC powder manufactured by Saint Gobain (Norway), with a grain size of 100 μm, was used as a source 12 in a space bounded by the outer walls of porous graphite bushing 11 and the inner surface of the walls of the crucible 9. A seed crystal plate 13 with a diameter of 13 was used 2 inches of polytype 4H with a nominal orientation (0001) with a deviation of 4 ° in the [11-20] direction with an average pore density of 10-30 cm -2 , which was fixed on the lid of the crucible 7. The lid of the crucible 7 was placed in a growth crucible 5, on a ledge made on the internal the surface of the walls of the crucible 9, after which the crucible 5 was placed in the growth chamber 1, on the base of the holder 4, in which structurally

выполнено отверстие диаметром 12 мм. В теле штока 3 диаметром 30 мм также выполнено продольное отверстие 12 мм. Отверстия в дне тигля 5, основании держателя 4 и штоке держателя 3 при установке тигля 5 образуют канал для прохода газовой смеси 6, подключенный к магистрали Б.made a hole with a diameter of 12 mm. In the body of the rod 3 with a diameter of 30 mm, a longitudinal hole of 12 mm is also made. The holes in the bottom of the crucible 5, the base of the holder 4 and the rod of the holder 3 when installing the crucible 5 form a channel for the passage of the gas mixture 6, connected to the highway B.

Камеру роста 1 откачивали до давления 10-3 мм рт. ст. Ростовой тигель 5 нагревали до 1200°C с помощью резистивного нагревателя 10 и выдерживали 3 часа для удаления остаточных загрязнений.The growth chamber 1 was pumped to a pressure of 10 -3 mm RT. Art. The growth crucible 5 was heated to 1200 ° C using a resistive heater 10 and held for 3 hours to remove residual contaminants.

После этого камеру роста 1 заполняли высокочистым аргоном по магистрали А до давления 500 мм рт. ст. (расход 5 л/час). После достижения указанного давления оставляли фиксированными следующие потоки по газовым магистралям:After that, growth chamber 1 was filled with high-purity argon along line A to a pressure of 500 mm Hg. Art. (flow rate 5 l / hour). After reaching the specified pressure, the following flows along the gas lines were kept fixed:

Магистраль А: газ - аргон, 0,5 л/час;Highway A: gas - argon, 0.5 l / h;

Магистраль Б: газ - аргон + водород (10 об. %), 1 л/час.Highway B: gas - argon + hydrogen (10 vol.%), 1 l / h.

Достигнутое давление в камере роста 1 поддерживали на уровне 500 мм рт. ст., используя регулируемую откачку по вакуумной магистрали.The achieved pressure in the growth chamber 1 was maintained at 500 mm RT. Art., using an adjustable pumping along the vacuum line.

Ростовой тигель 5 разогревали до температуры источника 12 2150°C. Температура пластины затравочного монокристалла 13 при этом составляла 2120°C.The growth crucible 5 was heated to a source temperature of 12 2150 ° C. The temperature of the plate of the seed single crystal 13 was 2120 ° C.

После термостабилизации в течение 1 часа производили откачку камеры роста 1 (при постоянно действующих газовых потоках по магистралям А и Б) до давления 2 мм рт. ст. При этом давлении происходил рост монокристаллического слитка SiC на пластине затравочного монокристалла 13 в течение 20 часов.After thermal stabilization for 1 hour, the growth chamber 1 was pumped out (with constantly operating gas flows along lines A and B) to a pressure of 2 mm Hg. Art. At this pressure, a single-crystal SiC ingot grew on the plate of the seed single crystal 13 for 20 hours.

По окончании выращивания монокристаллического слитка SiC камеру роста 1 охлаждали до комнатной температуры и разгерметизировали. Из ростового тигля 5 извлекали монокристаллический слиток карбида кремния политипа 4Н. Толщина слитка составляла 8 мм, то есть скорость роста слитка 0,4 мм/час.At the end of growing a single-crystal ingot SiC, growth chamber 1 was cooled to room temperature and depressurized. A single-crystal ingot of 4T polytype silicon carbide was extracted from a growth crucible 5. The thickness of the ingot was 8 mm, i.e., the growth rate of the ingot was 0.4 mm / h.

Плотность микропор не превышала 5 см-2, что свидетельствует о высоком качестве слитка.The density of micropores did not exceed 5 cm -2 , which indicates the high quality of the ingot.

Следы коррозии на поверхностях нагревателя 10 и теплового экрана 2 отсутствовали, на графитовой арматуре внутри тигля 5, в пространстве над крышкой тигля 7 наблюдали слабо выраженное осаждение поликристаллического карбида кремния.There were no traces of corrosion on the surfaces of the heater 10 and the heat shield 2, on graphite reinforcement inside the crucible 5, in the space above the crucible cover 7, mild deposition of polycrystalline silicon carbide was observed.

Пример 2. Были использованы те же основные параметры процесса, что и в примере 1. После достижения давления 500 мм рт. ст. оставляли фиксированными следующие потоки по газовым магистралям:Example 2. The same basic process parameters were used as in example 1. After reaching a pressure of 500 mm RT. Art. The following flows along the gas mains were kept fixed:

Магистраль А: газ - аргон, 0,5 л/час;Highway A: gas - argon, 0.5 l / h;

Магистраль Б: газ - аргон, 1 л/час.Highway B: gas - argon, 1 l / h.

После термостабилизации в течение 1 часа производили откачку камеры роста 1 (при постоянно действующих потоках по магистралям А и Б) до давления 6 мм рт. ст., рост вели в течение 10 часов.After thermal stabilization, the growth chamber 1 was pumped out for 1 hour (at constant operating flows along lines A and B) to a pressure of 6 mm Hg. Art., growth was carried out for 10 hours.

Толщина монокристаллического слитка составляла 6 мм, то есть скорость роста слитка составляет 0,6 мм/час. Плотность микропор в слитке SiC составляла величину 40-50 см-2, что свидетельствует о недостаточном качестве вследствие отсутствия водорода. Наблюдается обильное осаждение поликристаллического SiC в ростовом тигле 5, в пространстве над крышкой тигля 7, а также на отдельных частях нагревателя 10, вблизи охлаждаемых токоподводов.The thickness of the single crystal ingot was 6 mm, that is, the growth rate of the ingot is 0.6 mm / h. The density of micropores in the SiC ingot was 40-50 cm -2 , which indicates insufficient quality due to the lack of hydrogen. Abundant precipitation of polycrystalline SiC is observed in the growth crucible 5, in the space above the crucible cover 7, as well as on separate parts of the heater 10, near cooled current leads.

Пример 3. Были использованы те же основные параметры процесса, что и в примере 1. После достижения давления 500 мм рт. ст. оставляли фиксированными следующие потоки по газовым магистралям:Example 3. The same basic process parameters were used as in example 1. After reaching a pressure of 500 mm RT. Art. The following flows along the gas mains were kept fixed:

Магистраль А: газ - аргон, 0,5 л/час;Highway A: gas - argon, 0.5 l / h;

Магистраль Б: газ - аргон + водород (30 об. %), 1 л/час.Highway B: gas - argon + hydrogen (30 vol.%), 1 l / h.

После термостабилизации в течение 1 часа производили откачку камеры роста 1 (при постоянно действующих потоках по магистралям А и Б) до давления 1 мм рт. ст., рост вели в течение 20 часов.After thermal stabilization for 1 hour, the growth chamber 1 was pumped out (with constantly operating flows along the highways A and B) to a pressure of 1 mm Hg. Art., growth was carried out for 20 hours.

Толщина слитка составляла 3 мм, то есть скорость роста слитка составляет 0,15 мм/час (малая скорость роста вследствие большого количества водорода). Плотность микропор в слитке SiC составляла величину 0-10 см-2 (достаточно высокое качество монокристаллического слитка SiC). Осаждение поликристаллического SiC в ростовом тигле 5, в пространстве над крышкой тигля 7, не наблюдается. Наблюдается обуглероживание токоподводящих частей в холодной зоне камеры роста, очевидно, вследствие переноса углерода посредством углеводородного транспорта (снижение срока службы графитовой арматуры, теплового экрана и нагревателя вследствие избыточного количества водорода).The thickness of the ingot was 3 mm, that is, the growth rate of the ingot is 0.15 mm / h (low growth rate due to the large amount of hydrogen). The density of micropores in the SiC ingot was 0–10 cm –2 (a rather high quality single crystal SiC ingot). The deposition of polycrystalline SiC in the growth crucible 5, in the space above the lid of the crucible 7, is not observed. Carbonization of the current-carrying parts in the cold zone of the growth chamber is observed, apparently due to carbon transfer through hydrocarbon transport (reduced service life of graphite fittings, heat shield and heater due to excess hydrogen).

Пример 4. Использовали тигель 5 из графита марки ГЭ с пироуплотнением, с внутренним диаметром стенок 170 мм и габаритной высотой 385 мм.Example 4. Used a crucible 5 of graphite grade GE with pyro-sealing, with an inner wall diameter of 170 mm and an overall height of 385 mm.

В дне тигля 5 конструктивно выполнено отверстие диаметром 15 мм. В тигле 5, на уступе, выполненном на внутренней поверхности стенок тигля 9, размещали пластину 14 из пористого графита толщиной 2,5 мм. В пространстве, ограниченном верхней поверхностью пластины 14 и внутренней поверхностью стенок тигля 9 размещали 2,5 кг высокочистого порошка SiC производства фирмы Saint Gobain (Норвегия), с размером зерна 100 мкм, в качестве источника 12.In the bottom of the crucible 5, a hole with a diameter of 15 mm is structurally made. In the crucible 5, on a ledge made on the inner surface of the walls of the crucible 9, a plate 14 of porous graphite 2.5 mm thick was placed. In a space bounded by the upper surface of the plate 14 and the inner surface of the walls of the crucible 9, 2.5 kg of high-purity SiC powder manufactured by Saint Gobain (Norway), with a grain size of 100 μm, was placed as a source 12.

Использовали пластину затравочного монокристалла 13 диаметром 3 дюйма политипа 4Н с номинальной ориентацией (0001) с отклонением 4° в направлении [11-20] со средней плотностью пор 10-30 см-2. Крышка тигля 7 одновременно служит держателем пластины затравочного монокристалла 13. Крышку 7 размещали в тигле 5, на еще одном уступе, выполненном на внутренней поверхности стенок тигля 9, после чего тигель 5 помещали в камеру роста 1, на основание держателя 4, в котором конструктивно выполнено отверстие диаметром 12 мм. В теле штока 3 диаметром 30 мм также выполнено продольное отверстие 12 мм. Отверстия в дне тигля 5, основании держателя 4 и штоке держателя 3 при установке тигля 5 образуют канал для прохода газовой смеси, подключенный к магистрали Б.We used a plate of a seed single crystal 13 with a diameter of 3 inches of a 4H polytype with a nominal orientation (0001) with a deviation of 4 ° in the [11–20] direction with an average pore density of 10–30 cm –2 . The lid of the crucible 7 simultaneously serves as the holder of the plate of the seed single crystal 13. The lid 7 was placed in the crucible 5, on another ledge made on the inner surface of the walls of the crucible 9, after which the crucible 5 was placed in the growth chamber 1, on the base of the holder 4, in which it is structurally made hole with a diameter of 12 mm. In the body of the rod 3 with a diameter of 30 mm, a longitudinal hole of 12 mm is also made. The holes in the bottom of the crucible 5, the base of the holder 4 and the stem of the holder 3 when installing the crucible 5 form a channel for the passage of the gas mixture connected to the line B.

Камеру роста 1 откачивали до давления 10-3 мм рт. ст. Тигель 5 нагревали до 1200 оС с помощью резистивного нагревателя 10 и выдерживали 3 часа для удаления остаточных загрязнений.The growth chamber 1 was pumped to a pressure of 10-3 mm RT. Art. The crucible 5 was heated to 1200 ° C using a resistive heater 10 and held for 3 hours to remove residual contaminants.

После этого камеру роста 1 заполняли высокочистым аргоном по магистрали А до давления 500 мм рт. ст. (расход 5 л/час). После достижения указанного давления оставляли фиксированными следующие потоки по газовым магистралям:After that, growth chamber 1 was filled with high-purity argon along line A to a pressure of 500 mm Hg. Art. (flow rate 5 l / hour). After reaching the specified pressure, the following flows along the gas lines were kept fixed:

Магистраль А: газ - аргон, 0,5 л/часHighway A: gas - argon, 0.5 l / h

Магистраль Б: газ - аргон + водород (10 об. %), 1 л/час.Highway B: gas - argon + hydrogen (10 vol.%), 1 l / h.

Достигнутое давление в камере роста 1 поддерживали на уровне 500 мм рт. ст., используя регулируемую откачку по вакуумной магистрали.The achieved pressure in the growth chamber 1 was maintained at 500 mm RT. Art., using an adjustable pumping along the vacuum line.

Тигель 5 разогревали до температуры источника 12 2150°C. Температура пластины затравочного монокристалла 13 при этом составляла 2120°C.Crucible 5 was heated to a source temperature of 12 2150 ° C. The temperature of the plate of the seed single crystal 13 was 2120 ° C.

После термостабилизации в течение 1 часа производили откачку камеры роста 1 (при постоянно действующих потоках по магистралям А и Б) до давления 1 мм рт.ст.При этом давлении происходил рост монокристаллического слитка SiC на затравочной пластине 13 в течение 20 часов.After thermal stabilization, growth chamber 1 was pumped out for 1 hour (at constant operating flows along lines A and B) to a pressure of 1 mmHg. At this pressure, a single-crystal SiC ingot grew on a seed plate 13 for 20 hours.

По окончании выращивания монокристаллического слитка SiC камеру роста 1 охлаждали до комнатной температуры и разгерметизировали. Из тигля 5 извлекали монокристаллический слиток карбида кремния политипа 4Н. Толщина слитка составляла 9 мм, то есть скорость роста слитка 0,45 мм/час.At the end of growing a single-crystal ingot SiC, growth chamber 1 was cooled to room temperature and depressurized. A single-crystal ingot of silicon carbide polytype 4H was extracted from crucible 5. The thickness of the ingot was 9 mm, i.e., the growth rate of the ingot was 0.45 mm / h.

Плотность микропор не превышала 5 см-2 (высокое качество выращенного монокристаллического слитка SiC).The micropore density did not exceed 5 cm -2 (high quality of the grown single-crystal SiC ingot).

Следы коррозии на поверхностях нагревателя 10 и теплового экрана 2 отсутствовали, на графитовой арматуре внутри тигля 5, в пространстве над крышкой тигля 7 наблюдали слабо выраженное осаждение поликристаллического карбида кремния.There were no traces of corrosion on the surfaces of the heater 10 and the heat shield 2, on graphite reinforcement inside the crucible 5, in the space above the crucible cover 7, mild deposition of polycrystalline silicon carbide was observed.

Пример 5. Были использованы те же основные параметры процесса, что и в примере 4. После достижения давления 500 мм рт. ст. оставляли фиксированными следующие потоки по газовым магистралям:Example 5. The same basic process parameters were used as in example 4. After reaching a pressure of 500 mm RT. Art. The following flows along the gas mains were kept fixed:

Магистраль А: газ - аргон, 0,5 л/час,Highway A: gas - argon, 0.5 l / h,

Магистраль Б: газ - аргон + водород (30%), 1 л/час.Highway B: gas - argon + hydrogen (30%), 1 l / h.

После термостабилизации в течение 1 часа производили откачку камеры роста 1 (при постоянно действующих потоках по магистралям А и Б) до давления 2 мм рт. ст., рост вели в течение 20 часов.After thermal stabilization, the growth chamber 1 was pumped out for 1 hour (with constantly operating flows along the highways A and B) to a pressure of 2 mm Hg. Art., growth was carried out for 20 hours.

Толщина слитка составляла 2 мм, то есть скорость роста слитка составляет 0,10 мм/час (низкая скорость роста вследствие избыточного количества водорода). Плотность микропор в слитке SiC составляла величину 0-10 см-2 (высокое качество монокристаллического слитка SiC). Осаждение поликристаллического SiC в ростовом тигле 5, в пространстве над крышкой тигля 7, не наблюдается. Наблюдается обуглероживание токоподводящих частей в холодной зоне камеры роста, очевидно, вследствие переноса углерода посредством углеводородного транспорта (снижение срока службы графитовой арматуры, теплового экрана и нагревателя вследствие избыточного количества водорода). Пример 6. Были использованы те же основные параметры процесса, что и в примере 4. После достижения давления 500 мм рт. ст. оставляли фиксированными следующие потоки по газовым магистралям:The thickness of the ingot was 2 mm, that is, the growth rate of the ingot is 0.10 mm / hour (low growth rate due to excess hydrogen). The micropore density in the SiC ingot was 0-10 cm -2 (high quality single-crystal SiC ingot). The deposition of polycrystalline SiC in the growth crucible 5, in the space above the lid of the crucible 7, is not observed. Carbonization of the current-carrying parts in the cold zone of the growth chamber is observed, apparently due to carbon transfer through hydrocarbon transport (reduced service life of graphite fittings, heat shield and heater due to excess hydrogen). Example 6. The same basic process parameters were used as in example 4. After reaching a pressure of 500 mm RT. Art. The following flows along the gas mains were kept fixed:

Магистраль А: газ - аргон, 0,5 л/час;Highway A: gas - argon, 0.5 l / h;

Магистраль Б: газ - аргон + водород (1,5 об. %), 1 л/час.Highway B: gas - argon + hydrogen (1.5 vol.%), 1 l / h.

После термостабилизации в течение 1 часа производили откачку камеры роста 1 (при постоянно действующих потоках по магистралям А и Б) до давления 4 мм рт. ст., рост вели в течение 20 часов.After thermal stabilization for 1 hour, the growth chamber 1 was pumped out (with constantly operating flows along the highways A and B) to a pressure of 4 mm Hg. Art., growth was carried out for 20 hours.

Толщина слитка составляла 10 мм, то есть скорость роста слитка составляет 0,50 мм/час. Плотность микропор в слитке SiC составляла величину 10-50 см-2 (снижение качества выращенного монокристаллического слитка SiC). Наблюдается интенсивное осаждение поликристаллического SiC в ростовом тигле 5, в пространстве над крышкой тигля 7.The thickness of the ingot was 10 mm, that is, the growth rate of the ingot is 0.50 mm / hour. The micropore density in the SiC ingot was 10–50 cm –2 (a decrease in the quality of the grown single-crystal SiC ingot). Intensive precipitation of polycrystalline SiC is observed in the growth crucible 5, in the space above the crucible cover 7.

Как видно из приведенных примеров, использование предлагаемого способа позволяет получить заявленный технический результат.As can be seen from the above examples, the use of the proposed method allows to obtain the claimed technical result.

Увеличение содержания водорода выше 20 об. % в общем объеме газовой смеси, питающей ростовой тигель 5, уменьшает скорость роста до коммерчески неприемлемых величин (ниже 0,3 мм/час) и приводит к чрезмерному транспорту углерода посредством образующихся углеводородов. Такой транспорт приводит к уменьшению срока службы графитовой арматуры, основного экрана 2 и нагревателя 10, в случае использования резистивного нагрева, то есть приводит к удорожанию способа.The increase in hydrogen content above 20 vol. % in the total volume of the gas mixture feeding the growth crucible 5 reduces the growth rate to commercially unacceptable values (below 0.3 mm / h) and leads to excessive transport of carbon through the formation of hydrocarbons. Such transport leads to a decrease in the service life of graphite fittings, the main screen 2 and the heater 10, in the case of using resistive heating, that is, it leads to an increase in the cost of the method.

Уменьшение содержания водорода ниже 2 об. % приводит к исчезновению положительного эффекта, связанного с улучшением структурного совершенства растущих слитков. Наблюдается также более выраженное взаимодействие кремнийсодержащих летучих соединений с графитовой арматурой.The decrease in hydrogen content below 2 vol. % leads to the disappearance of the positive effect associated with an improvement in the structural perfection of growing ingots. A more pronounced interaction of silicon-containing volatile compounds with graphite reinforcement is also observed.

При содержании водорода 2-20 об. % наблюдается эффект, связанный с улучшением структурного совершенства растущих монокристаллических слитков SiC. В то же время не выявлено негативного эффекта, связанного с сокращением срока службы графитовой арматуры, теплового экрана 2 и нагревателя 10, в случае использования резистивного нагрева.With a hydrogen content of 2-20 vol. % there is an effect associated with an improvement in the structural perfection of growing single-crystal SiC ingots. At the same time, there was no negative effect associated with a reduction in the service life of graphite fittings, heat shield 2 and heater 10, in the case of resistive heating.

Таким образом, заявляемый способ позволяет достичь технический результат, заключающийся в снижении затрат на проведение способа, повышении его производительности и улучшении качества выращенных монокристаллических слитков SiC.Thus, the claimed method allows to achieve a technical result, which consists in reducing the cost of carrying out the method, increasing its productivity and improving the quality of grown single-crystal SiC ingots.

Claims (3)

1. Способ получения монокристаллического SiC, включающий сублимацию источника SiC, размещенного в тигле, на пластину затравочного монокристалла SiC, где стадию роста монокристалла SiC проводят в атмосфере газовой смеси инертного газа и водорода, отличающийся тем, что в камере роста размещают имеющий отверстие в дне тигель путем его установки на держателе тигля, имеющем осевое сквозное отверстие, таким образом, что отверстия в дне тигля и в держателе образуют канал для прохода газов, а в зоне расположения источника SiC обеспечивают возможность размещения источника SiC в тигле, имеющем отверстие в дне, путем размещения соосно отверстию в дне тигля цилиндрической графитовой втулки, внутренний диаметр которой, по меньшей мере, равен диаметру отверстия в дне тигля, с образованием области для размещения источника SiC между внутренней поверхностью тигля и внешней поверхностью втулки или путем размещения закрепленной на внутренней поверхности стенок тигля пластины из пористого графита над дном тигля с образованием области для размещения источника SiC, ограниченной внутренней поверхностью тигля и верхней поверхностью пластины, при этом в процессе роста осуществляют подачу смеси инертного газа с водородом, содержание которого составляет 2-20 об.%, непосредственно в зону расположения источника SiC в тигле через образованный канал для прохода газов.1. A method of producing single-crystal SiC, including sublimation of a source of SiC placed in a crucible onto a plate of a seed single crystal of SiC, where the stage of growth of a single crystal of SiC is carried out in an atmosphere of a gas mixture of inert gas and hydrogen, characterized in that a crucible having a hole in the bottom is placed in the growth chamber by installing it on the crucible holder having an axial through hole, so that the holes in the bottom of the crucible and in the holder form a channel for the passage of gases, and in the area of the SiC source provide the opportunity for substituting a SiC source in a crucible having an opening in the bottom by placing a cylindrical graphite sleeve, the inner diameter of which is at least equal to the diameter of the opening in the bottom of the crucible, coaxially with the opening in the bottom of the crucible, with the formation of a region for placing the SiC source between the inner surface of the crucible and the outer the surface of the sleeve or by placing a plate of porous graphite fixed on the inner surface of the walls of the crucible above the bottom of the crucible with the formation of the region for the source of SiC, bounded by the inner surface south of the crucible and the upper surface of the plate, while in the process of growth, a mixture of inert gas with hydrogen, the content of which is 2-20 vol.%, is supplied directly to the zone of the SiC source in the crucible through the formed channel for the passage of gases. 2. Способ получения монокристаллического SiC по п. 1, отличающийся тем, что тигель выполнен с боковыми стенками, высота которых превышает продольный размер рабочего объема тигля, а часть боковых стенок, находящихся над крышкой тигля, располагается в верхней зоне камеры роста таким образом, что торец боковой стенки тигля размещен при температуре от 1000 до 1500°C.2. The method of producing single-crystal SiC according to claim 1, characterized in that the crucible is made with side walls whose height exceeds the longitudinal size of the working volume of the crucible, and part of the side walls located above the crucible cover is located in the upper zone of the growth chamber so that the end of the side wall of the crucible is placed at a temperature of from 1000 to 1500 ° C. 3. Способ получения монокристаллического SiC по п. 1, отличающийся тем, что инертный газ выбирают из ряда гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон.3. The method of producing single-crystal SiC according to claim 1, characterized in that the inert gas is selected from the series helium, neon, argon, krypton, xenon, radon.
RU2017144971A 2017-12-20 2017-12-20 Method of producing monocrystalline sic RU2671349C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144971A RU2671349C1 (en) 2017-12-20 2017-12-20 Method of producing monocrystalline sic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144971A RU2671349C1 (en) 2017-12-20 2017-12-20 Method of producing monocrystalline sic

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2671349C1 true RU2671349C1 (en) 2018-10-30

Family

ID=64103304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017144971A RU2671349C1 (en) 2017-12-20 2017-12-20 Method of producing monocrystalline sic

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2671349C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736814C1 (en) * 2020-04-03 2020-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" Method of producing monocrystalline sic

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080072817A1 (en) * 2006-09-26 2008-03-27 Ii-Vi Incorporated Silicon carbide single crystals with low boron content
US20110155048A1 (en) * 2009-12-25 2011-06-30 Denso Corporation Manufacturing apparatus and manufacturing method of silicon carbide single crystal
RU2621767C1 (en) * 2016-06-15 2017-06-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080072817A1 (en) * 2006-09-26 2008-03-27 Ii-Vi Incorporated Silicon carbide single crystals with low boron content
US20110155048A1 (en) * 2009-12-25 2011-06-30 Denso Corporation Manufacturing apparatus and manufacturing method of silicon carbide single crystal
RU2621767C1 (en) * 2016-06-15 2017-06-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736814C1 (en) * 2020-04-03 2020-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" Method of producing monocrystalline sic

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11761117B2 (en) SiC single crystal sublimation growth apparatus
US7361222B2 (en) Device and method for producing single crystals by vapor deposition
CN109234804B (en) Silicon carbide single crystal growth method
KR101346415B1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING SiC SINGLE CRYSTAL FILM
KR101146050B1 (en) Method and device for ain single crystal production with gas-permeable crucible walls
TW552325B (en) Method and apparatus for growing silicon carbide crystals
US6048398A (en) Device for epitaxially growing objects
US6336971B1 (en) Method and apparatus for producing silicon carbide single crystal
CN109234797B (en) Silicon carbide single crystal growth device
KR20120082873A (en) Sublimation growth of sic single crystals
JPH11508531A (en) Apparatus and method for growing an object epitaxially by CVD
JPH05208900A (en) Apparatus for growing silicon carbide single crystal
RU2094547C1 (en) Sublimation method for growing silicon carbide monocrystals and silicon carbide source involved
US7371281B2 (en) Silicon carbide single crystal and method and apparatus for producing the same
JP4733485B2 (en) Method for producing seed crystal for silicon carbide single crystal growth, seed crystal for silicon carbide single crystal growth, method for producing silicon carbide single crystal, and silicon carbide single crystal
Hartmann et al. Homoepitaxial seeding and growth of bulk AlN by sublimation
RU2671349C1 (en) Method of producing monocrystalline sic
JP4310880B2 (en) Method and apparatus for producing silicon carbide single crystal
JPH1067600A (en) Single crystal silicon carbide ingot and its production
JP3662694B2 (en) Method for producing single crystal silicon carbide ingot
RU2621767C1 (en) METHOD OF PRODUCING MONOCRYSTALLINE SiC
CN109234805B (en) Growth method of high-purity silicon carbide single crystal
JP4578964B2 (en) Formation of single crystal silicon carbide
JP4505202B2 (en) Method and apparatus for producing silicon carbide single crystal
JP2002274994A (en) Method and apparatus of manufacturing silicon carbide single crystal and silicon carbide single crystal ingot