[发明专利]一种含超级结的3C-SiC外延结构及其制备方法

权利要求书

1.一种含超级结的3C-SiC外延结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)在衬底上生长N型外延层；

(2)由N型外延层的表面向下刻蚀沟槽；

(3)向沟槽内填充P型外延层；

(4)CMP抛光，抛去在填充的过程中台面顶部过生长的外延层，直至得到表面光滑的N型、P型交替的外延层表面；

(5)在表面光滑的N型、P型交替的外延层表面上生长3C-SiC外延层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括在沟槽内生长本征缓冲层的步骤，和/或，所述步骤(4)和步骤(5)之间还包括对表面光滑的N型、P型交替的外延层表面进行图形化处理的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，反复重复所述步骤(1)-步骤(4)继续在光滑的N型、P型交替的外延层表面上生长N型外延层、刻蚀沟槽并进行填充，并保持步骤(2)中沟槽刻蚀位置不变但后续刻蚀深度为整个N型外延层厚度，进一步实现15μm以上的深沟槽的刻蚀与填充。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，沟槽深度5-15μm，沟槽侧壁倾角86～90°，沟槽底部与顶部宽度一致，均为2～2.5μm。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述N型外延层的厚度为5～20μm；所述本征缓冲层的厚度为10～100nm；所述3C-SiC外延层的厚度为3～10μm。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述P型外延层的填充工艺为：向外延腔中通入H₂、含氯的硅源气体、碳源、HCl和Al掺杂剂，在1600～1700℃、400～600mbar压力下进行沟槽填充，直至沟槽填满。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述H₂、含氯的硅源气体、碳源、HCl和Al掺杂剂的流量分别为50～150slm、50～100sccm、50～100sccm、1000～5000sccm和500～1000sccm，并且控制Cl/Si＝20～50。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，图形化处理时，图形深度为1-2μm，图形尺寸为3-20μm，图形间隔为3-20μm。

9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述3C-SiC外延层的生长工艺为：向外延腔中通入H₂、含氯的硅源气体、碳源和N₂掺杂剂，在1400～1550℃、50～600mbar压力下生长3C-SiC外延层；所述H₂、含氯的硅源气体、碳源、和N₂掺杂剂的流量为50～200slm，100～500sccm、100～500sccm和50～100sccm。

10.如权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备的得到的含超级结的3C-SiC外延结构。