[發明專利]一種利用碳化硅外延生長設備制備載盤涂層的方法

有效

• 申請號: 201911379924.6
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111074342B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 胡強;徐平;胡瑯;侯立濤;馮杰;侯少毅;黃星星
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: C30B25/12
• 分類號: C30B25/12;C30B29/36;C23C16/32
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超;黃家豪

本發明提供了一種利用碳化硅外延生長設備制備載盤涂層的方法，包括步驟：A.把石墨載盤放入碳化硅外延生長設備的外延生長室；B.把石墨載盤升溫至第一預設溫度，保持外延生長室壓力為第一預設壓力，以氫氣為載氣通入硅源和碳源，使之在石墨載盤上發生化合反應并沉積形成SiC涂層；第一預設溫度為1550℃～1750℃，第一預設壓力為150托～250托；C.保持通入氫氣并關閉硅源和碳源，將溫度降低至第二預設溫度，該第二預設溫度為600℃～800℃；D.重復預設次數的步驟B、C；E.將溫度降至第二預設溫度以下時關閉氫氣，繼續降溫至室溫；F.取出石墨載盤。該方法可降低涂層的制備成本并提高石墨載盤的使用壽命。

技術領域

本發明涉及涂層制備技術領域，尤其涉及一種利用碳化硅外延生長設備制備載盤涂層的方法。

背景技術

碳化硅外延生長是指在碳化硅襯底上生長一層有一定要求的、與襯底晶向相同的單晶層，猶如原來的晶體向外延伸了一段。生長外延層的方法有多種，其中最常用的是氣相外延工藝，具體是把襯底放在反應室內加熱，并通入含硅反應氣體進行高溫反應，使含硅反應氣體還原或熱分解，所產生的硅原子在襯底片表面上外延生長。

一般的碳化硅外延生長設備中，在進行SiC的外延生長過程中，襯底片通常是放置在石墨載盤上的，為了提高外延生長環境的潔凈程度，避免石墨載盤自身在高溫環境下析出雜質元素，需要用涂層將石墨載盤覆蓋。

現有的石墨載盤上一般是涂覆TaC涂層的，雖然其具有耐高溫且穩定的優點，但是需要使用專用的涂層制備設備，且原料昂貴，因此制備成本高；另外，TaC涂層與石墨載盤結合不夠牢固，容易在熱循環中脫落。

為此，如果用SiC涂層替代TaC涂層作為石墨載盤上的表面涂層，由于SiC本身也是高溫穩定的，且與石墨材質可以牢靠結合，可以經受更多的熱循環次數而不會開裂或者脫落，那么可以提高石墨載盤的使用壽命；而且制備SiC涂層的原料價格較低，可降低制備成本，如果能夠使用現成碳化硅外延生長設備進行制備，那么還可以進一步降低成本。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種利用碳化硅外延生長設備制備載盤涂層的方法。

為了達到上述目的，本發明采取了以下技術方案：

一種利用碳化硅外延生長設備制備載盤涂層的方法，包括步驟：

A.把石墨載盤放入碳化硅外延生長設備的外延生長室；

B.把石墨載盤升溫至第一預設溫度，保持外延生長室壓力為第一預設壓力，以氫氣為載氣通入硅源和碳源，使之在石墨載盤上發生化合反應并沉積形成SiC涂層；第一預設溫度為1550℃～1750℃，第一預設壓力為150托～250托；

C.保持通入氫氣并關閉硅源和碳源，將溫度降低至第二預設溫度，該第二預設溫度為600℃～800℃；

D.重復預設次數的步驟B、C；

E.將溫度降至第二預設溫度以下時關閉氫氣，繼續降溫至室溫；

F.取出石墨載盤。

所述的利用碳化硅外延生長設備制備載盤涂層的方法中，在步驟A之前還包括步驟：

A1.在石墨載盤上表面開設用于放置襯底片的定位槽。

所述的利用碳化硅外延生長設備制備載盤涂層的方法中，所述第一預設溫度為1650℃。

所述的利用碳化硅外延生長設備制備載盤涂層的方法中，所述第一預設壓力為200托。

所述的利用碳化硅外延生長設備制備載盤涂層的方法中，所述第二預設溫度為700℃。

所述的利用碳化硅外延生長設備制備載盤涂層的方法中，步驟D中，所述預設次數為2次～3次。