[发明专利]碳化硅外延晶片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳化硅外延晶片及其制造方法.

背景技术

通常，在用于在衬底或晶片上形成各种薄膜的技术中，已经广泛使用了化学气相沉积(CVD)方法。CVD方法是伴随化学反应的沉积技术，其中可以使用源材料的化学反应在晶片表面上形成半导体薄膜或绝缘层。

由于半导体器件的尺寸减小和高效率且高功率的LED的发展，作为用于形成薄膜的重要技术，这种CVD方法和CVD沉积装置已经引起了关注。目前将CVD方法和CVD沉积装置用于在晶片上沉积各种薄膜如硅层、氧化物层、氮化硅层或氮氧化硅层。

例如，为了在衬底或晶片上沉积碳化硅薄膜，需要供给能够与晶片反应的反应气体。通常，通过如下沉积碳化硅外延层：供给气体材料如标准前体如硅烷(SiH₄)或乙烯(C₂H₄)或者液体材料如甲基三氯硅烷(MTS)，对所述材料进行加热以产生中间体化合物如CH₃或SiCl_x，并且将中间体化合物供给到沉积单元中以使中间体化合物与设置在衬托器中的晶片发生反应。

然而，当在碳化硅上沉积外延层时，可能在晶片上产生诸如缺陷或表面粗糙度的问题。晶片的缺陷或表面粗糙度可能降低碳化硅外延晶片的品质。

因此，需要开发能够解决诸如缺陷或表面粗糙度的问题的碳化硅外延晶片及制造所述碳化硅外延晶片的方法。

发明内容

技术问题

本发明涉及一种制造外延晶片的方法和通过所述方法制造的外延晶片，通过所述方法通过减少晶片的表面缺陷和表面粗糙度而制造高品质碳化硅外延晶片。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种制造外延晶片的方法，所述方法包括：在衬托器中提供晶片，对所述晶片进行表面处理和在所述晶片上生长外延层。

根据本发明的另一个方面，提供一种外延晶片，其包含晶片和在所述晶片上形成的外延层。所述晶片的表面缺陷为0.5ea/cm²以下。

有益效果

在根据本发明实施方式的制造外延晶片的方法中，可以在生长外延层之前对晶片进行表面处理工艺。

因此，通过对晶片进行表面处理工艺，可以减少晶片的表面缺陷并且可以改善表面粗糙度。即，通过对晶片进行表面处理工艺可以抑制晶片表面上的不稳定硅原子。碳化硅块状晶片表面上的硅原子可能在晶片的表面上形成突起并使得碳化硅晶片的表面粗糙。这种表面粗糙度可能在碳化硅晶片上造成缺陷产生，并且当在碳化硅晶片上沉积碳化硅外延层时所述缺陷可能继续存在并且影响碳化硅外延层。

因此，由于在根据本发明实施方式的制造外延晶片的方法中通过使用表面处理气体的蚀刻工艺可以抑制不稳定的Si原子，所以可以减少在晶片上生长外延层时产生的表面缺陷、台阶聚束或表面粗糙度。因此，通过根据本发明实施方式的制造外延晶片的方法可以制造高品质的碳化硅外延晶片。

另外，由于将碳化硅外延晶片的表面缺陷减少至小于0.5ea/cm²并且将表面粗糙度减小至小于1nm，所以可以将根据本发明实施方式的碳化硅外延晶片用作具有高品质和高效率的电子材料。

附图说明

图1是用于描述根据本发明实施方式的制造外延晶片的方法的工艺流程图；

图2是根据本发明实施方式的沉积装置的分解透视图；

图3是根据本发明实施方式的沉积装置的透视图；

图4是沿图3的线I-I’所取的横截面图的一部分；

图5～9是根据本发明实施例和比较例制造的外延晶片的SEM照片。

具体实施方式

应理解，当将层、区域、图案或结构称为在另一个层、区域、图案或结构“之上”时，其可以直接地在另一个元件之上，或者可以存在中间元件。如图中所示出的，在本文中可以使用空间上相对的术语如“在……下方”、“在……下面”、“下部”、“在……上面”、“上部”等来描述一个元件或特征对另一个元件或特征的关系。

在图中，为了描述的清楚和方便，可以对层、区域、图案或结构的厚度或尺寸进行修改。

在下文中，将参考图1～4对根据本发明实施方式的制造外延晶片的方法进行描述。

图1是用于描述根据本发明实施方式的制造外延晶片的方法的工艺流程图，且图2～4分别是用于描述根据本发明实施方式的制造外延晶片的方法的衬托器的分解透视图、透视图和横截面图。