[發(fā)明專利]一種降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長方法

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• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113668058A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱科友半導體產(chǎn)業(yè)裝備與技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B23/00
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209
• 代理人: 趙君

1.一種降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1、在坩堝中填入碳化硅粉料并安裝碳化硅籽晶，將坩堝放入晶體生長爐中，待用；

步驟2、將晶體生長爐抽真空到10^-5-10^-9atm，加熱到500-1200℃，維持0.5-2h；

步驟3、將步驟2的晶體生長爐充入氬氣、氮氣、氫氣的混合氣體到10^-2-10^-4atm，其中氮氣所占體積比為5％-40％、氫氣所占體積別1％-10％、余量為氬氣，繼續(xù)加熱晶體生長爐到2100-2400℃，然后控制生長過程中通入氣體中氮氣所占體積比隨時間逐漸提高，生長晶體40-150h；

步驟4、然后充入氮氣至300-500torr，按照5-8℃/min的速率開始降溫至800℃后，關(guān)閉加熱電源后隨爐冷卻至室溫，完成降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長方法，其特征在于：步驟1中碳化硅粉料的純度為99.999％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長方法，其特征在于：步驟1中碳化硅籽晶安裝在坩堝上蓋內(nèi)側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長方法，其特征在于：步驟2中的坩堝生長爐抽真空到10^-5atm，加熱到800℃，維持1h。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長方法，其特征在于：步驟3中通入的氬氣、氮氣、氫氣的混合氣體到10^-3atm，其中氮氣所占體積比為10％、氫氣所占體積別1％、余量為氬氣，通入的氣體總流量為1000sccm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長方法，其特征在于：步驟3中生長過程中通入氣體中氮氣所占體積比根據(jù)總時長等比例劃分為3-9次，每次提高的氮氣的體積比為總提升量除以所劃分的時間次數(shù)，在生長結(jié)束時為氮氣的體積比為初始的1.01-1.5倍。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長方法，其特征在于：步驟3中生長過程中通入氣體中氮氣所占體積比根據(jù)總時長等比例劃分為5次，每次提高的氮氣的體積比為總提升量除以所劃分的時間次數(shù)，在生長結(jié)束時為氮氣的體積比為初始的1.05倍。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長方法，其特征在于：步驟3中生長過程中通入氣體中氮氣所占體積比根據(jù)總時長等比例劃分為9次，每次提高的氮氣的體積比為總提升量除以所劃分的時間次數(shù)，在生長結(jié)束時為氮氣的體積比為初始的1.5倍。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長方法，其特征在于：步驟3中生長過程中通入氣體中氮氣所占體積比根據(jù)總時長等比例劃分為6次，每次提高的氮氣的體積比為總提升量除以所劃分的時間次數(shù)，在生長結(jié)束時為氮氣的體積比為初始的1.2倍。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種降低氮摻雜整體不均勻性的n型碳化硅晶體的生長方法，其特征在于：步驟3中生長過程中通入氣體中氮氣所占體積比根據(jù)總時長等比例劃分為4次，每次提高的氮氣的體積比為總提升量除以所劃分的時間次數(shù)，在生長結(jié)束時為氮氣的體積比為初始的1.2倍。