高纯SiC粉料中杂质浓度的控制和测试

采用燃烧合成法制备碳化硅(SiC)粉料,调整氢气和氩气体积流量比以及高纯氯化氢气体体积流量,使氮、铝和钒浓度低于二次离子质谱仪的检测下限,硼和钛浓度接近检测下限。使用制备的高纯SiC粉料生长单晶,获得电阻率大于1×10^9Ω·cm的衬底,粉料达到高纯半绝缘水平。通过研究发现,增加氢气体积流量可以降低粉料中的氮浓度,并使氮浓度低于检测限1×10^16 cm^-3,但是氢气体积流量过高会加重坩埚损耗,影响坩埚寿命和工艺稳定性;高纯氯化氢气体可以降低粉料中硼、铝、钒和钛的浓度,但其体积流量不宜过大,否则会引入新的氮杂质;粉料的色度a^*值与氮浓度呈反比关系,利用分光色差仪测试色度a^*值判断粉料氮浓度高低。