[發明專利]一種碳化硅晶體制備裝置及其生長方法

有效

• 申請號: 202110363903.6
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113089089B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 王宇;楊田
• 申請（專利權）人: 眉山博雅新材料股份有限公司
• 主分類號: C30B25/02
• 分類號: C30B25/02;C30B25/18;C30B29/36;C30B33/10
• 代理公司: 成都七星天知識產權代理有限公司 51253
• 代理人: 楊永梅

1.一種碳化硅晶體制備方法，其特征在于，所述制備方法在多腔體生長裝置中進行，所述多腔體生長裝置包括多個腔體和傳動組件；所述方法包括：

將至少一個襯底依次在多個腔體之間進行傳送和處理，其中，各腔體內的所述傳動組件首尾依次連接；

在所述多個腔體中的一個腔體內，通過氣相沉積生長碳化硅晶體，得到包含所述襯底和碳化硅晶體的至少一個組合晶體；

在第一溫度區間，使用刻蝕溶液對所述組合晶體進行刻蝕，得到基面位錯密度為120-2000cm^-2的所述碳化硅晶體，其中，在每個腔體中分別獨立進行不同的工藝處理過程。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用刻蝕溶液對所述組合晶體進行刻蝕包括：

使用所述刻蝕溶液對所述組合晶體進行超聲清洗第一時長，得到基面位錯密度為120-2000cm^-2的所述碳化硅晶體。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個腔體至少包括：原位刻蝕腔體、碳化腔體、生長腔體和緩沖腔體；所述傳動組件將至少一個襯底依次通過所述原位刻蝕腔體、所述碳化腔體、所述生長腔體和所述緩沖腔體進行處理。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

所述至少一個襯底完成所述依次在多個腔體之間進行傳送和處理前，啟動另一個批次的至少一個襯底在多個腔體之間進行傳送和處理，兩個批次的至少一個襯底同時分別在不同的腔體進行傳送和處理。

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述多個腔體還包括真空腔體；所述方法包括：

所述至少一個襯底在所述原位刻蝕腔體中進行處理之前，將所述至少一個襯底放置于所述真空腔體中；

調整所述真空腔體和所述原位刻蝕腔體壓力至第一壓力區間；

所述傳動組件將所述至少一個襯底傳送至所述原位刻蝕腔體。

6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一個襯底在所述原位刻蝕腔體中進行處理包括：

在第二時長范圍內保持所述原位刻蝕腔體的壓力在第二壓力區間，溫度在第二溫度區間；

通入氫氣至所述原位刻蝕腔體至常壓，在第三時長范圍內保持所述原位刻蝕腔體的溫度在第三溫度區間進行原位刻蝕處理。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一個襯底在所述碳化腔體中進行處理包括：

在第四時長內保持碳化腔體的壓力為第三壓力區間，溫度在第四溫度區間內進行碳化處理。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述碳化處理包括：

調整所述碳化腔體溫度至所述第三溫度區間；

通過所述傳動組件將所述至少一個襯底傳送至所述碳化腔體中，

調整所述碳化腔體溫度至第五溫度區間，壓力至第四壓力區間，同時通入丙烷和氫氣至第三壓力區間，并在第四時長內保持碳化腔體的壓力為第三壓力區間，溫度在第四溫度區間內進行碳化處理。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述襯底在所述生長腔體中進行處理包括：

保持生長腔體的溫度在第六溫度區間，壓力為所述第四壓力區間，通入反應原料，調整壓力為第五壓力區間進行晶體生長過程。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述晶體生長過程包括：

調整所述生長腔體溫度至所述第四溫度區間，壓力至所述第三壓力區間；

通過所述傳動組件將所述至少一個襯底傳送至所述生長腔體中，

調整所述生長腔體溫度至第六溫度區間，壓力為所述第四壓力區間，通入硅烷、丙烷和氫氣至第五壓力區間進行晶體生長；

當所述碳化硅晶體厚度達到目標厚度時，停止進行晶體生長。

11.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述在所述緩沖腔體中進行處理包括：

在第五時長內保持緩沖腔體的溫度為第七溫度區間內進行冷卻降溫處理。