[發明專利]一種在硅熔體表面通過CVD制備自支撐碳化硅晶圓的方法

在審

• 申請號: 202010050175.9
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111235633A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 劉興昉;閆果果;申占偉;汪久龍;趙萬順;王雷;孫國勝;曾一平
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: C30B25/02
• 分類號: C30B25/02;C30B25/18;C30B28/14;C30B29/36;H01L21/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

1.一種在硅熔體表面通過CVD制備自支撐碳化硅晶圓的方法，包括：

(1)在一圖形襯底上制備硅膜；

(2)在生長爐中升高溫度使硅膜熔化形成硅熔體；

(3)保持溫度不變，向生長爐中通入碳氫化合物氣體，一段時間后形成懸浮于硅熔體表層的碳化硅籽晶層；

(4)向生長爐中通入碳氫化合物氣體和硅氫化合物氣體，在步驟(3)形成的碳化硅籽晶層上同質外延生長，形成碳化硅自支撐層；

(5)將步驟(4)得到的含有碳化硅自支撐層的圖形襯底降溫后去除所述硅膜，得到剝離的碳化硅自支撐層，將之研磨拋光并整形后，即得到所述碳化硅晶圓。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

步驟(2)中所述升高溫度步驟中升高溫度至1500至1800攝氏度。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

步驟(2)中所述硅熔體為表面具有臺階或者波紋的硅熔體。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

步驟(4)中所述碳氫化合物氣體包括丙烷，所述硅氫化合物氣體包括硅烷。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

步驟(1)中所述的圖形襯底上的圖形包括臺階；

所述臺階的形狀包括微納米臺階、連續波紋狀臺階或者斷續波紋狀臺階。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，

所述臺階是由于襯底傾角形成的或通過圖形刻蝕形成的。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

步驟(1)中所述硅膜的厚度為200至1000納米。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

步驟(5)中去除所述硅膜的方法包括濕法腐蝕。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，

所述濕法腐蝕具體包括：

將制備好碳化硅膜的圖形襯底放入堿溶液中，保持溫度在80至100攝氏度，經過2至4小時后，所述硅膜被去除。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，

所述的堿溶液包括KOH水溶液，所述KOH水溶液的濃度為40wt％至60wt％。