[发明专利]碳化硅单晶体的制备方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及碳化硅单晶体的制备方法；本发明的碳化硅单晶体的制备方法包括提供硅衬底，硅衬底的尺寸为8‑12英寸；在硅衬底上外延生长一层碳化硅；将硅衬底剥离，以得到碳化硅外延层；用物理气相传输法对碳化硅外延层进行碳化硅单晶生长。本发明的碳化硅单晶体的制备方法便于制备出尺寸为8‑12英寸的碳化硅单晶体。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及碳化硅单晶体的制备方法。

背景技术

碳化硅半导体材料经过长时间的技术发展，在各种应用上已经实现了极大的跨越。碳化硅材料本身具有禁带宽度大、热导率高、载流子饱和迁移率高等特点，使得它可以应用在高温、高频、大功率、微电子器件等方面。随着碳化硅衬底在直径和质量上的不断提高，碳化硅单晶衬底的应用范围也在不断扩大。相关技术常用的碳化硅单晶生长方法是物理气相传输法(PVT)，PVT法需要有碳化硅籽晶作为生长载体，籽晶直径决定了最终能够获得的碳化硅单晶体的直径。

但是，相关技术提供的碳化硅单晶体的制备方法难以获得尺寸为8-12英寸的碳化硅单晶体。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种碳化硅单晶体的制备方法，其便于制备出尺寸为8-12英寸的碳化硅单晶体。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种碳化硅单晶体的制备方法，包括：

提供硅衬底，硅衬底的尺寸为8-12英寸；

在硅衬底上外延生长一层碳化硅；

将硅衬底剥离，以得到碳化硅外延层；

用物理气相传输法对碳化硅外延层进行碳化硅单晶生长。

在可选的实施方式中，采用化学气相传输法在硅衬底上外延生长一层碳化硅，化学气相传输法采用的气源为甲烷和硅烷。

在可选的实施方式中，碳化硅外延层的厚度大于或等于100μm，例如为100μm～1000μm。

在可选的实施方式中，将硅衬底剥离的方法包括激光剥离法。

在可选的实施方式中，在温度为2000-2300℃的高温热场中用物理气相传输法对碳化硅外延层进行碳化硅单晶生长。

在可选的实施方式中，在石墨坩埚中进行物理气相传输法。

在可选的实施方式中，石墨坩埚包括的石墨坩埚盖、石墨坩埚桶和设置在石墨坩埚桶和石墨坩埚盖之间的导流筒，导流筒和石墨坩埚桶连通，石墨坩埚盖盖合在导流筒上；用石墨坩埚进行物理气相传输法包括将碳化硅外延层设置于石墨坩埚盖，碳化硅外延层具有与硅衬底接触并剥离硅衬底后的第一面和背离第一面的第二面，碳化硅外延层的第二面朝向导流筒的内腔。

在可选的实施方式中，导流筒为等径石墨筒。

在可选的实施方式中，硅衬底的尺寸为8英寸。

在可选的实施方式中，硅衬底的尺寸为12英寸。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的碳化硅单晶体的制备方法包括：提供硅衬底，硅衬底的尺寸为8-12英寸；在硅衬底上外延生长一层碳化硅；将硅衬底剥离，以得到碳化硅外延层；用物理气相传输法对碳化硅外延层进行碳化硅单晶生长。这样一来，即可利用剥离硅衬底后的碳化硅外延层作为碳化硅籽晶，并用物理气相传输法进行碳化硅单晶生长，以制备碳化硅单晶体，由于制备碳化硅外延层的硅衬底的尺寸为8-12英寸，故制备出的碳化硅外延层的尺寸为8-12英寸，相应的将8-12英寸的碳化硅外延层用物理气相传输法进行碳化硅单晶生长，即可便于制备出尺寸为8-12英寸的碳化硅单晶体。

附图说明