具有多晶块的坩埚组件及其制备方法和由其制得的碳化硅单晶与流程

技术特征：
1.一种无碳包裹体的碳化硅单晶，其特征在于，所述碳化硅单晶无碳包裹体，且无多型，总厚度偏差不超过0.3mm，杂质浓度不超过10
11
cm
‑3。2.一种具有多晶块的坩埚组件，其特征在于，其包括：坩埚主体；多晶块，所述多晶块包括相连的第一多晶块和第二多晶块，所述第一多晶块覆盖在所述坩埚主体的底壁，所述第二多晶块覆盖在至少部分所述坩埚主体的侧壁，所述第一多晶块沿轴向的厚度为8
‑
12mm，所述第二多晶块沿径向的厚度为11
‑
14mm；所述第一多晶块和/或所述第二多晶块的杂质浓度不超过10
16
cm
‑3；所述具有多晶块的坩埚组件能够用于制备权利要求1中所述的碳化硅单晶。3.根据权利要求2所述的具有多晶块的坩埚组件，其特征在于，所述第一多晶块和/或所述第二多晶块的堆积密度大于粉料的堆积密度；和/或所述第一多晶块沿轴向的厚度为10mm，所述第二多晶块沿径向的厚度为13mm；所述第一多晶块和/或所述第二多晶块的杂质浓度不超过10
14
cm
‑3；和/或所述第二多晶块为环状多晶块，所述环状多晶块的外径与所述坩埚主体的内径相同；优选的，所述多晶块为碳化硅多晶块，所述多晶块沿轴向的高度与所述坩埚主体沿轴向的高度之比为0.5
‑
0.8:1。4.一种用于制备权利要求2或3所述的具有多晶块的坩埚组件的方法，其特征在于，包括：将粉料装入坩埚主体的装料区，然后加热，转动或滚动所述坩埚主体，使所述坩埚主体的底壁和至少部分所述坩埚主体的侧壁经过低温区，以使处于高温区的粉末原料升华至位于所述低温区，从而在所述坩埚主体的底壁和至少部分所述坩埚主体的底壁形成多晶块。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述坩埚主体的转动距离或滚动距离为所述坩埚主体径向周长的整数倍。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述坩埚主体的转动线速度或所述坩埚主体的滚动速度为330
‑
430mm/h；优选的，所述坩埚主体的转动线速度或所述坩埚主体的滚动速度为380mm/h。7.根据权利要求4
‑
6任一项所述的方法，其特征在于，将装入粉料的所述坩埚主体置于加热炉内，调节所述加热炉内的压力为0.01
‑
2mbar，并将所述加热炉加热，使所述加热炉的温度比所述粉料的升华温度高40
‑
70℃，维持不少于10h。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将装入粉料的所述坩埚主体置于加热炉内，调节所述加热炉内的压力至40
‑
60mbar，并使所述加热炉的温度比所述粉料的升华温度高10
‑
30℃，维持1
‑
3h；继续调节所述加热炉内的压力为0.01
‑
2mbar，并将所述加热炉加热，使所述加热炉的温度比所述粉末原料的升华温度高40
‑
70℃，维持不少于10h。9.根据权利要求4
‑
6任一项所述的方法，其特征在于，使所述坩埚主体在若干个支撑台上滚动，每个所述支撑台的高度均能够独立调节，从而使若干个所述支撑台形成具有坡度的滚动区。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述粉末原料为质量比为3:4
‑
6的碳粉和硅粉，所述多晶块为sic多晶块，所述sic多晶块的制备方法包括：1)装料：在所述坩埚主体的装料部装入碳粉和硅粉后，放入加热炉内；2)向所述加热炉内通入惰性气体，使所述加热炉的压力控制在80
‑
120mbar，并将所述
加热炉加热至1300
‑
1700℃，维持0.5
‑
1.5h；期间使每个所述支撑台均下降，若干个所述支撑台的下降速度从左至右依次增大1mm/h，且从左至右第一个所述支撑台的下降速度为1mm/h，使所述坩埚主体在所述滚动区从左向右滚动；3)调节所述加热炉的压力直至40
‑
60mbar，并将所述加热炉内的温度加热至2000
‑
2100℃，维持1
‑
3h；期间先使所述支撑台以第一运动状态运动，使所述坩埚主体在所述滚动区从右向左滚动，然后使所述支撑台以第二运动状态运动，使所述坩埚主体在所述滚动区从左向右运动；其中，当所述支撑台以第一运动状态运动时，若干个所述支撑台的上升速度从左至右依次增大2mm/h，且从左至右第一个所述支撑台的上升速度为2mm/h，使所述坩埚主体在所述滚动区从右向左滚动，当所述支撑台以第二运动状态运动时，若干个所述支撑台的下降速度从左至右依次增大2mm/h，且从左至右第一个所述支撑台的下降速度为2mm/h，使所述坩埚主体在所述滚动区从左向右滚动；4)调节所述加热炉的压力直至0.01
‑
2mbar，并将所述加热炉内的温度加热至2300
‑
2600℃，维持不少于10h；当所述坩埚主体滚动至所述滚动区的最左侧时，所述支撑台以第二运动状态运动；当所述坩埚主体滚动至所述滚动区的最右侧时，所述支撑台以第一运动状态运动，从而实现坩埚的往复滚动；5)每个所述支撑台均复位，向所述加热炉内通入惰性气体至常压，降温，取出所述坩埚主体，完成所述sic多晶块的制备。

技术总结
本申请公开了一种具有多晶块的坩埚组件及其制备方法和由其制得的碳化硅单晶，属于半导体技术领域。其中，具有多晶块的坩埚组件包括：坩埚主体；多晶块，所述多晶块包括相连的第一多晶块和第二多晶块，所述第一多晶块覆盖在所述坩埚主体的底壁，所述第二多晶块覆盖在至少部分所述坩埚主体的侧壁，所述第一多晶块沿轴向的厚度为8


技术研发人员：李帅 石志强 刘家朋 李加林
受保护的技术使用者：山东天岳先进科技股份有限公司
技术研发日：2021.08.12
技术公布日：2021/11/8