[发明专利]零偏4H-SiC衬底上的同质外延方法

摘要

本发明公开了一种零偏4H-SiC衬底上的同质外延方法，主要解决现有技术对材料的浪费的问题并且提高了SiC外延层质量，其实现步骤是：先将碳化硅衬底放入反应室；在氢气流中加热反应室，当温度达到1400℃后，在氢气流中加入SH4；当温度达到1580℃-1620℃后，对衬底进行原位刻蚀20min；其后保持反应室温度和气压不变，向反应室通入流量为0.6mL/min～0.75mL/min的C3H8和流量为3mL/min～3.75mL/min的SH4，并保持30分钟；将SiH4逐渐增至15mL/min，将C3H8的流量逐渐增至3mL/min，生长外延层；生长结束后，在氢气流中冷却；最后向反应室充入氩气至常压，取出长有碳化硅外延层的衬底。本发明制备的碳化硅外延层继承了衬底的晶型，表面平整，结晶完整性好，消除了4H-SiC同质外延层中的基面位错，可用于SiC的器件制造。

主权项

一种零偏4H‑SiC衬底上的同质外延方法，包括以下步骤：（1）将零偏碳化硅衬底放置到碳化硅CVD设备的反应室中，将反应室抽成真空；（2）向反应室通入H2直至反应室气压到达100mbar，保持反应室气压恒定，再将H2流量逐渐增至25L/min，继续向反应室通气；（3）打开高频线圈感应加热器RF，逐渐增大该加热器的功率，使反应室温度升高逐渐至1580℃～1620℃，再将3mL/min的SiH4通入反应室，使碳化硅衬底在SiH4与H2的混合气体中进行20分钟的原位刻蚀；（4）维持原位刻蚀的温度，向反应室通入C3H8和SiH4，将H2的流量增至65L/min并保持30分钟；然后，将SiH4的流量逐渐增至15mL/min，C3H8的流量逐渐增至3mL/min，进行2小时的外延生长，获得长有碳化硅外延层的衬底片；（5）停止生长后，继续向反应室中通入H2，使衬底片在氢气流中降温；（6）当温度降低到700℃以下后，再将反应室抽成真空，并充入Ar，使衬底片在氩气环境下自然冷却到室温。