[實用新型]一種碳化硅薄膜生長設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320445671.X
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN203530425U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉興昉;劉斌;董林;鄭柳;閆果果;張峰;王雷;孫國勝;曾一平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: C23C16/32
• 分類號: C23C16/32;C23C16/455
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種化學(xué)氣相沉積法(Chemical?Vapor?Deposition，CVD)碳化硅薄膜生長設(shè)備。

背景技術(shù)

碳化硅(SiC)是第三代半導(dǎo)體材料，它具有寬帶隙(Si的3倍)、高臨界擊穿電場(Si的10倍)、高熱導(dǎo)率(Si的3倍)、高載流子飽和濃度(Si的2倍)等特點，因此，它在軍用和航天領(lǐng)域的高溫、高頻、大功率電力電子、光電器件方面具有優(yōu)越的應(yīng)用價值，并有望逐步取代現(xiàn)有的硅基大功率器件，成為下一代電力電子半導(dǎo)體基礎(chǔ)材料。

SiC晶體材料一般采用物理氣相輸運(PVT)的方法進行制備。迄今已經(jīng)發(fā)展了數(shù)十種碳化硅薄膜生長裝置及其生長方法，其中，化學(xué)氣相沉積方法具有純度高、可控、可大規(guī)模實施等優(yōu)勢已成為碳化硅薄膜生長的主流方法。現(xiàn)代商業(yè)碳化硅化學(xué)氣相沉積裝置已變得非常復(fù)雜，并且裝置本身非常昂貴，在這樣的大型商業(yè)裝置上可以沉積出各種碳化硅薄膜材料，如厚度為12-30微米、摻雜濃度為3E14cm^-3-7E18cm^-3的薄膜材料，這對于制造600V、1200V、1700V耐壓等級的電力肖特基二極管、MOSFET晶體管具有重要的意義。另一方面，對于一些非常規(guī)、具有特殊結(jié)構(gòu)的碳化硅薄膜，如厚達100-150微米、多層N型、P型摻雜結(jié)構(gòu)的新興碳化硅微結(jié)構(gòu)薄膜材料，如果仍然采用現(xiàn)有大型商業(yè)裝置生長，則顯得成本過高，且不易部署，急需發(fā)展新的碳化硅薄膜生長裝置以及對應(yīng)的生長方法來進行這些新興碳化硅微結(jié)構(gòu)薄膜的生長。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種碳化硅薄膜生長設(shè)備，能夠為大多數(shù)非常規(guī)、具有特殊結(jié)構(gòu)的碳化硅薄膜薄的制備提供設(shè)備及方法支持。

根據(jù)本實用新型的一個方面，其提供了一種碳化硅薄膜生長設(shè)備，其包括載氣裝置、液態(tài)源裝置、生長室、旁路以及真空系統(tǒng)；其中，所述載氣裝置與液態(tài)源裝置、生長室和旁路相連通；所述液態(tài)源裝置與所述生長室和旁路相連通；所述生長室與所述真空系統(tǒng)相連通，且上述各部件之間的連接可單獨關(guān)閉和打開。

其中，所述液態(tài)源裝置包括四個液態(tài)源瓶，分別裝有用于生長碳化硅薄膜的碳源、硅源、N型雜質(zhì)源和P型雜質(zhì)源，用于通過通入其的載氣將相應(yīng)的液態(tài)源送至生長室；所述載氣裝置用于向液態(tài)源瓶和生長室輸送載氣，所述載氣包括惰性氣體或者惰性氣體和還原性氣體的混合氣體或者惰性氣體和氧化性氣體的混合氣體。

本實用新型相比于一般大型商業(yè)碳化硅化學(xué)氣相沉積設(shè)備，本實用新型采用可擴展、易于部署的硬件結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)可靠，操作簡單，可以根據(jù)需要安裝不同的碳、硅、N型雜質(zhì)和P型雜質(zhì)液態(tài)源，也可以根據(jù)需要卸載液態(tài)源，每個源有獨立的恒溫和氣路系統(tǒng)，能夠獨立、同時地通過載氣鼓泡法攜帶進入生長室進行碳化硅薄膜的生長，達到增加效率、提高生長質(zhì)量和降低成本的目的。

附圖說明

圖1示出了本實用新型一優(yōu)選實施例提供的碳化硅薄膜生長設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本實用新型另一優(yōu)選實施例提供的碳化硅薄膜生長設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了利用本實用新型一優(yōu)選實施例提供的碳化硅薄膜生長方法生長碳化硅薄膜時具體參數(shù)的示意圖；

圖4示出了利用本實用新型另一優(yōu)選實施例提供的碳化硅薄膜生長方法生長碳化硅薄膜時具體參數(shù)的示意圖；

圖5示出了利用本實用新型另一優(yōu)選實施例提供的碳化硅薄膜生長方法生長碳化硅薄膜時具體參數(shù)的示意圖；

圖6示出了利用本實用新型另一優(yōu)選實施例提供的碳化硅薄膜生長方法生長碳化硅薄膜時具體參數(shù)的示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對本實用新型示例性的實施例進行描述。為了清楚和簡要起見，實際的實施例并不局限于說明書中所描述的這些技術(shù)特征。然而，應(yīng)該理解的是，在改進任何一個所述實際實施例的過程中，多個具體實施例的決定必須是能夠?qū)崿F(xiàn)改進人員的特定目標(biāo)，例如，遵從行業(yè)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的限制，所述限制隨著實施例的不同而變化。而且，應(yīng)該理解的是，前述改進的效果即使是非常復(fù)雜和耗時的，但是這對于知曉本實用新型益處的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說仍然是常規(guī)技術(shù)手段。

圖1示出了本實用新型一個優(yōu)選實施例提供的碳化硅薄膜生長設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。