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作者：

陈蛟

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摘要：

作为第三代宽带隙半导体材料,碳化硅(SiC)具有的宽带隙,高热导率,高饱和电子迁移率及优异抗辐射能力等优异性能,在高温,高频,高功率电子器件方面有着巨大的应用潜力.目前,由于我国SiC单晶产业起步较晚,碳化硅晶片技术仍存在较多困难,特别是大尺寸SiC单晶生长,加工技术急需提高.本论文针对SiC晶片生产中的一些重要技术问题,与企业技术人员合作,在对改进SiC晶体生长工艺,优化生长设备及回收加工磨料方面做了一些分析研究,获得了如下结果: 第一,分析了物理气相传输法生长SiC晶体,原料高温线的形成机理和导致晶体开裂的晶体凸度问题.认为解决晶体凸度问题关键在于减少径向温度梯度.设计了一个生长室的温度梯度模型,采取抬高籽晶位置的方法,部分解决了晶体凸度过大而引起的晶体开裂问题. 第二,设计了一种籽晶杆提拉定位器,在装炉时可判断SiC原料坩埚的准确位置,制造简单,操作方便.相比原先的依靠工人感觉来定位,精度有了很大的提高. 第三,提纯金刚石磨料技术,采用化学试剂清洗结合空气环境热处理,将回收的金刚石磨料中的金属和石墨杂质有效消除,达到提纯效果,降低了晶体加工成本. 第四,提出了原料热处理和装料的标准.在原料热处理分析中增加了原料表面结晶情况的参数;剖析了颗粒度大小对装料的影响,建议对碳化硅原料进行振荡,以保证原料质量的一致性. 以上技术成果,有望对提高企业的SiC晶片生产效率,降低生产成本产生有益的帮助.

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关键词：

碳化硅 物理气相传输法 籽晶杆提拉定位器 金刚石磨料