[发明专利]适用于4°和8°偏轴硅面碳化硅衬底的原位处理方法

摘要

本发明是一种同时适用于沿<11‑20>方向4°和8°偏轴硅面碳化硅衬底的原位处理方法。以化学气相淀积生长技术为基础，采用同一工艺，在沿<11‑20>方向4°偏轴和8°偏轴的硅面碳化硅衬底上均制备出具体较好表面质量的SiC外延薄膜。其中衬底预处理工艺步骤在反应室升温达到1500℃后，向反应室通入少量氯化氢辅助衬底刻蚀。优点为该原位处理方法同时适用于沿<11‑20>方向4°和8°偏轴硅面碳化硅衬底。在多片SiC外延系统中，可以实现4°偏轴和8°偏轴SiC衬底同一炉次生长，同时可以更加准确的比较4°偏轴和8°偏轴外延性质的差异。

主权项

一种适用于沿<11‑20>方向4°和8°偏轴硅面碳化硅衬底的原位处理方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤：1） 选取偏向<11‑20>方向4°或者8°的硅面碳化硅衬底，将衬底置于SiC外延系统反应室内有碳化钽涂层的石墨基座上；2） 系统升温至1400℃，设置压力为100‑200 mbar，在H2流量68‑80L/min，维持反应室温度15‑25分钟，对衬底进行纯氢气H2刻蚀；3） 继续升温达到1500℃后，向反应室通入少量氯化氢HCl辅助衬底刻蚀，其中HCl/H2流量比选用范围0.01%‑0.15%；4） 继续升温，达到生长温度后，维持生长温度10‑15分钟，采用HCl辅助H2继续对衬底进行原位刻蚀；5）向反应室通入小流量硅烷SiH4及丙烷C3H8，控制SiH4/H2流量比小于0.025%，进气端C/Si比小于1，并调节HCl气体流量，控制Cl/Si比为2，通入掺杂源氮气N2，生长厚度1‑5 μm、掺杂浓度1×1018 cm‑3的缓冲层；6）关闭生长源，通入少量氯化氢气体对缓冲层进行原位刻蚀，HCl/H2流量比选用范围0.01%‑0.15%，刻蚀时间2‑6分钟；7）通入生长源，生长所需要的外延结构；8）在完成所需外延结构生长之后，关闭生长源和掺杂源，降温。