[发明专利]生长非常均匀的碳化硅外延层

权利要求书

1．一种改良的化学气相沉积方法，它增强碳化硅外延层的均匀性并且对得到较厚外延层特别有用，该方法包括：

将反应器加热到碳化硅原料气体在反应器内基体上形成外延层的温度；和

让原料气体和载气流过加热的反应器在基体上形成碳化硅外延层；

其特征在于载气包括氢气和第二种气体的混和气体，其中第二种气体的热导要低于氢气热导，使得原料气体在通过反应器时它的消耗比使用单一氢气作载气时的更低。

2．根据权利要求1的方法，其中第二种载气包括氩气。

3．根据权利要求1的方法，其中第一种载气选自氦气和氦气与氢气的混和气体。

4．根据权利要求1的方法，其中混和载气的步骤包括将较大量氢气与较小量第二种载气进行混和。

5．一种在适当基体上通过化学气相沉积形成碳化硅外延层的方法，其中碳化硅原料气体与第一种载气混和并让它进入温度加热到在反应器内基体上形成碳化硅外延层的反应器；

其特征在于混和第二种载气和第一种载气，其中第二种载气的热导低于第一种载气的热导，并且其中第二种载气的存在量能充分调节温度以减少或消除原料气体在碳化硅于基体上外延生长期间的消耗，但该量要低于让温度降低过多并防止原料气体不反应形成外延层。

6．根据权利要求1或5的方法，其中第二种载气对化学气相沉积反应和碳化硅呈化学惰性。

7．根据权利要求1或5的方法，其中原料气体包括含硅化合物和含碳化合物。

8．根据权利要求5的方法，包括将体系加热到低于大约1800℃温度。

9．根据权利要求5的方法，其中加热反应器的温度在大约1500-1650℃之间，在其间硅烷和丙烷将在基体上反应形成碳化硅外延层。

10．根据权利要求1或5的方法，包括让气流以平行于外延层生长表面的方向流过反应器。

11．一种碳化硅外延层，其特征在于去掉外延冠测量的数据点后沿其横截面厚度的标准偏差低于3％。

12．权利要求11的碳化硅外延层，它在单晶碳化硅基体上。

13．根据权利要求12的碳化硅外延层，其中所述碳化硅基体选自4H和6H多型碳化硅。

14．权利要求11的碳化硅外延层，沿其横截面厚度的标准偏差低于2％。

15．权利要求11的碳化硅外延层，沿其横截面厚度的标准偏差低于1％。

16．权利要求11，14或15的碳化硅外延层，它在单晶碳化硅基体上。

17．一种在多个基体上通过化学气相沉积形成碳化硅外延层的方法，包括：

混和碳化硅原料气体与第一种载气；

让原料气体进入反应器，其内含有多个沿气流通道线性排列的基体并使载气和原料气体以上流到下流平行于外延生长表面的方向流过；和

加热反应器到原料气在反应器内基体上反应形成碳化硅外延层的温度；

其特征在于混和第二种载气和第一种载气，其中第二种载气的热导低于第一种载气的热导，并且其中第二种载气的存在量能充分调节温度以减少或消除原料气体在碳化硅于基体上外延生长期间的消耗，但该量要低于让温度降低过多并防止原料气体不反应形成外延层。

18．根据权利要求5或17的方法，其中第一种载气包括氢气且第二种载气包括氩气。

19．根据权利要求5或17的方法，其中混和载气的步骤包括将较大量第一种载气与较小量第二种载气进行混和。

20．根据权利要求18的方法，其中氢气和氩气混和气体包括75vol％的氢气流量。

21．根据权利要求20的方法，其中氢气和氩气混和气体包括90vol％的氢气流量。

22．根据权利要求17的方法，其中原料气体包括硅烷和丙烷。

23．根据权利要求22的方法，其中反应器的温度加热到大约1500-1650℃之间。

24．根据权利要求1，5或17的方法，包括让原料气体和载气流过选自4H或6H多型的碳化硅基体。