[發明專利]一種針對大尺寸碳化硅高溫反應裝置的溫場校準的方法

有效

• 申請號: 201911052030.6
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110793662B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 張新河;陳施施;溫正欣;楊安麗;葉懷宇;張國旗
• 申請（專利權）人: 深圳第三代半導體研究院
• 主分類號: G01K11/00
• 分類號: G01K11/00;C30B29/36;C30B25/16
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 閻冬

本發明公開了一種針對大尺寸碳化硅高溫反應裝置的溫場校準的方法。該方法至少包括：用于校準高溫反應腔的碳化硅襯底；使用藍膜保護碳化硅襯底背面，在表面噴灑含一定濃度納米二氧化硅的拋光液；靜置數分鐘后，清洗襯底材料，將其表面的拋光液洗去，此時拋光液中的納米二氧化硅將在碳化硅襯底上結晶并均勻分布；揭去襯底背面的藍膜，將此碳化硅襯底放入擬校準的碳化硅高溫反應裝置中加熱至指定溫度；降溫取出襯底；觀察碳化硅襯底表面的納米二氧化硅結晶的分布情況，得出碳化硅高溫反應裝置的溫場；檢測完畢后，用氫氟酸清洗碳化硅襯底即可重復利用。該方法操作簡單，重復率高，能有效的表征出大尺寸碳化硅高溫反應裝置的溫場分布，有利于獲得碳化硅反應設備的穩定溫場及提高碳化硅外延層的均勻性。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，特別涉及一種針對大尺寸碳化硅高溫反應裝置的溫場校準的方法。

背景技術

第三代半導體碳化硅材料具有高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率等優點，可以滿足現代電子技術對高溫、高功率、高壓、高頻以及抗輻射等惡劣條件的新要求，也是未來我國半導體技術的戰略方向。隨著第三代半導體材料的不斷普及與發展，在電力電子、航天航空，新能源、智能電網、電動汽車等行業都發揮了關鍵作用。

為推動SiC功率器件的產業化發展，必須盡可能的降低其功率器件的生產成本，目前6英寸碳化硅已經成為市場主流，2015年8英寸碳化硅襯底已經發布，并得到各個襯底公司的迅速響應，商業化進程推動迅速。8英寸器件制造設備也已經成熟完備，可以預期超大尺寸的碳化硅將迅速降低碳化硅器件制造成本，推動碳化硅器件的商業化應用的良性發展。

但是目前尚沒有針對超大尺寸的碳化硅外延設備，其中一個重要的原因在于超大尺寸碳化硅外延片的均勻性極難控制，大尺寸碳化硅高溫反應裝置會由于設備的使用，配件的老化，頻繁升降溫導致反應線圈應力積累變形導致溫場變化，增加了超大尺寸碳化硅器件制造的不確定性。因此，快速判定大尺寸碳化硅高溫反應裝置的溫場變化成為一種日常生產中的常規需求。

本發明專利提供了一種針對大尺寸碳化硅高溫反應裝置的溫場校準的方法，可以迅速通過高溫下碳化硅襯底表面的二氧化硅結晶融化并被氫氣帶走形成的分布圖形，有效判斷設備的溫場變化，進而采取相應的設備工藝改善，最終穩定獲得高均勻性超大尺寸碳化硅外延材料，滿足客戶對碳化硅外延片外延層厚度和外延層摻雜濃度的均勻性要求。

發明內容

本發明的目的在于提出一種針對大尺寸碳化硅高溫反應裝置的溫場校準的方法，可以迅速通過高溫下碳化硅襯底表面的二氧化硅結晶融化并被氫氣帶走形成的分布圖形，有效判斷設備的溫場變化，進行相應的設備工藝改善，最終穩定獲得高均勻性超大尺寸碳化硅外延材料,滿足客戶對碳化硅外延片外延層厚度和外延層摻雜濃度的均勻性要求。

為達到上述目的，本發明提供一種針對大尺寸碳化硅高溫反應裝置的溫場校準的方法。其特征在于，該方法至少包括：用于校準高溫反應腔的襯底碳化硅襯底A；使用藍膜B保護碳化硅襯底背面，在碳化硅襯底A上噴灑含一定濃度的納米二氧化硅的拋光液C；將噴灑了含一定濃度的納米二氧化硅的拋光液C的碳化硅襯底材料A靜置數分鐘后，清洗碳化硅襯底材料A，將其表面殘余的拋光液洗去，此時拋光液中的納米二氧化硅將在碳化硅襯底A上結晶D并均勻分布；揭去保護碳化硅襯底A背面的藍膜，將均勻分布有納米二氧化硅結晶的碳化硅襯底A放入擬校準的碳化硅高溫反應裝置中加熱至指定溫度；降溫取出碳化硅襯底A；在顯微鏡下觀察碳化硅襯底A表面的納米二氧化硅結晶D的分布情況，依據其分布形態可以得出碳化硅高溫反應裝置的溫場；檢測完畢后，用氫氟酸清洗碳化硅襯底A，去除表面殘余的納米二氧化硅結晶即可重復利用。

所述觀察標的為拋光液靜置所形成的二氧化硅結晶，直徑在80-200nm。

所述將所述表面上均勻分布有納米二氧化硅結晶的襯底放入擬校準的碳化硅高溫反應裝置中還包括：在放入擬校準的碳化硅高溫反應裝置的同時，通入氫氣。