[發明專利]一種碳化硅外延生長的控制方法及碳化硅外延片

有效

• 申請號: 202011344467.X
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112466745B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 黃海林;馮淦;趙建輝
• 申請（專利權）人: 瀚天天成電子科技（廈門）有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/04
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 劉小勤

1.一種碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：將碳化硅襯底放入充滿氫氣的反應室，反應室具有初始壓力，對反應室進行升溫，達到初始溫度；

步驟2：向反應室通入氫氣，對碳化硅襯底進行刻蝕；

步驟3：對反應室加熱，繼續通入氫氣，并通入硅源、碳源和摻雜源，進行第一外延生長；

步驟4：停止通入氫氣，將反應室內的剩余氣體排出反應室，只向反應室通入惰性氣體以置換剩余氣體，同時降低反應室的壓力為第一壓力，在惰性氣體通入過程中對外延生長控制參數進行調整；

步驟5：參數調整完畢后將反應室內的惰性氣體置換為氫氣，并升高反應室的壓力至第二壓力，在第二壓力和步驟4設置的外延生長控制參數下進行第二外延生長；

步驟6：關閉碳源、硅源和摻雜源，降低反應室的溫度，將反應室的壓力恢復到初始壓力，獲得碳化硅外延片。

2.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟4中所述外延生長控制參數為硅源的通量、碳源的通量、硅源和碳源的比例、摻雜源的通量或反應室的溫度中至少一種。

3.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：所述硅源為氯基硅源，所述碳源為非氯基碳源，所述碳源和所述硅源的碳硅摩爾比為0.5-5。

4.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：所述摻雜源為三甲基鋁或氮氣。

5.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟1中初始壓力為800mbar-1200mbar，初始溫度為500-900℃。

6.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟2中氫氣的流量為60-150slm，反應室的溫度為1550-1700℃，壓力為50-1000mbar，刻蝕時間為1-30min。

7.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟3中反應室溫度為1550-1700℃，氫氣流量為60-150slm，反應室壓力為80-1000mbar。

8.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟3中碳源的流量為10-500sccm，硅源的流量為50-500sccm。

9.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟3中所述摻雜源的流量為50-1000sccm。

10.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟3中當采用液態生長源時，以氫氣攜帶液態生長源進入反應室，氫氣的流量為100-1500sccm。

11.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟3中還通入氯化氫氣體，使生長源中的氯硅摩爾比達到3-6。

12.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟4中第一壓力為5-50mbar，惰性氣體的流量為10-100slm。

13.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟5中第二壓力為80-1000mbar。

14.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟5中反應室溫度為1550-1700℃，氫氣流量為60-150slm。

15.根據權利要求1所述碳化硅外延生長的控制方法，其特征在于：步驟5中碳源的流量為10-500sccm，硅源的流量為50-500sccm。