[發明專利]4H-SiC同質外延生長系統

在審

• 申請號: 201410260320.0
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104018216A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 賈仁需;胡繼超;張玉明;王悅湖;張藝蒙
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: C30B25/20
• 分類號: C30B25/20;C30B29/36
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 李楠

1.一種4H-SiC襯底上的同質外延系統，其特征在于，所述系統包括：

反應室，用于容置4°偏角碳化硅襯底；

真空機，與所述反應室相導通，用于將所述反應室抽成氣壓低于1×10^-7mbar的真空；

源氣輸送和控制系統，與所述反應室相導通，用于向反應室通入氫氣H₂直至反應室氣壓到達100mbar，保持反應室氣壓恒定，再將H₂流量逐漸增至64L/min，繼續向反應室通氣；

加熱系統，與所述反應室相連接，用于將所述反應室加熱升高逐漸至1400℃，進行10分鐘的原位刻蝕；

其中，利用加熱系統將所述反應室溫度升高至1580℃-1620℃，利用真空機將所述反應室壓強降低為40mbar，保持溫度和壓強恒定，利用所述源氣輸送和控制系統向所述反應室通入42mL/min的SiH₄和14mL/min的C₃H₈，進行2小時的外延生長，獲得長有碳化硅外延層的襯底片；所述源氣輸送和控制系統停止供給C₃H₈和SiH₄，停止生長，然后通向反應室的H₂流量為20L/min，利用所述真空機保持反應室氣壓為100mbar，使長有碳化硅外延層的襯底在氫氣流中冷卻25min；再將反應室氣壓升高到700mbar，在氫氣流中繼續冷卻；當所述反應室溫度降低到700℃以后，所述源氣輸送和控制系統停止向所述反應室通入H₂；利用真空機將所述反應室抽真空，直到氣壓低于1×10^-7mbar，再打開Ar開關，所述源氣輸送和控制系統向反應室通入流量為12L/min的Ar，使長有碳化硅外延層的襯底在氬氣環境下繼續冷卻30min；緩慢提高反應室氣壓到常壓，使襯底自然冷卻至室溫，取出碳化硅外延片。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述加熱系統中包括高頻線圈感應加熱器RF，用于使反應室溫度升高逐漸至1400℃，進行10分鐘的原位刻蝕。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括尾氣處理器，與所述真空機相導通，用于將所述真空機抽取的氣體導出。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括真空檢測器，用于檢測所述反應室的真空度。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括冷卻器，用于冷卻。