【摘 要】
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碳化硅（SiC）晶片是制备SiC电力电子器件的衬底,但是目前制备SiC晶体所用的SiC粉料都普遍含有B、V、Al、Cu及Fe等杂质,从而影响生长SiC晶体的品质,制约了 SiC器件的开发。因此,研究高纯度SiC粉料的制备技术显得尤为迫切和重要。本文采用一次分段合成法研究了工艺参数对硅粉和碳粉合成高纯α-SiC粉的影响,主要研究了温度、时间、压强、Si/C摩尔比以及坩埚结构对合成粉料的晶型、粒径和纯
【基金项目】
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陕西省重点研发计划项目（2018ZDXM-GY-003）；
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碳化硅（SiC）晶片是制备SiC电力电子器件的衬底,但是目前制备SiC晶体所用的SiC粉料都普遍含有B、V、Al、Cu及Fe等杂质,从而影响生长SiC晶体的品质,制约了 SiC器件的开发。因此,研究高纯度SiC粉料的制备技术显得尤为迫切和重要。本文采用一次分段合成法研究了工艺参数对硅粉和碳粉合成高纯α-SiC粉的影响,主要研究了温度、时间、压强、Si/C摩尔比以及坩埚结构对合成粉料的晶型、粒径和纯度的影响,并对合成结果进行测试分析。主要的研究工作和研究成果如下:1.研究了β-SiC粉的合成工艺,优化了合成工艺参数。得到的最优工艺参数为:温度为1350℃、时间为5小时、压强为10-3Pa及Si/C摩尔比为1:1。2.研究了 α-SiC粉的高温合成工艺。温度和时间等关键工艺参数对合成的粉料的晶型和粒径有重要影响,实验结果表明温度和时间是影响SiC粉粒径的重要因素。同时,温度也是影响SiC晶型的关键因素。采用合成温度为2000℃、时间为5小时和压强为80KPa等工艺条件,实现了粒径为237μm的α-SiC粉的合成。3.研究了 SiC粉的提纯工艺。对比性的研究了两组坩埚结构对SiC粉纯度的影响。ICP-MS纯度测试结果表明在准密闭坩埚合成的α-SiC粉中金属杂质含量明显少于密闭坩埚合成的。最终合成的SiC粉纯度≧5N（99.999%）（除氮元素外）。
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