[发明专利]一种减少4H-SiC中本征深能级缺陷的方法

权利要求书

1.一种减少4H-SiC中本征深能级缺陷的方法，包括如下步骤：

(1)对4H-SiC衬底进行钝化、清洗和去氧化层的预处理，并在该4H-SiC衬底正面生长N^-外延层；

(2)在N^-型外延层上淀积一层100nm～300nm的SiO₂，作为碳离子注入的阻挡层；

(3)在阻挡层表面上依次进行3次不同能量和剂量的碳离子注入，即第一次能量为50keV-60keV，剂量为0.85×10¹²cm^-2-1×10¹²cm^-2；第二次能量为100keV-110keV，剂量为1.00×10¹²cm^-2-1.15×10¹²cm^-2；第三次能量为140keV-150keV，剂量为1.18×10¹²cm^-2-1.50×10¹²cm^-2；

(4)对三次碳离子注入后的4H-SiC样片进行RCA清洗和烘干，并在1000℃～1800℃的2L/min～10L/min氢气和10mL/min～50mL/min硅烷环境中退火5～30分钟，对注入的碳离子进行激活，完成对4H-SiC材料本征深能级缺陷的处理。

2.根据权利要求1所述的减少4H-SiC中本征深能级缺陷的方法，其中步骤(1)所述的在4H-SiC衬底正面生长N^-外延层，是通过气相外延生长CVD法生长同质N^-型外延层，外延层掺杂为1.1×10¹⁵cm^-3，厚度为10±0.1μm。

3.根据权利要求1所述的减少4H-SiC中本征深能级缺陷的方法，其中步骤(3)所述的3次离子注入，是在同一区域进行，通过注入能量和剂量的变化，使注入的碳离子穿透SiO₂阻挡层进入4H-SiC外延层。

4.一种减少4H-SiC中本征深能级缺陷的方法，包括如下步骤：

1)对4H-SiC衬底进行钝化、清洗和去氧化层的预处理，并在该4H-SiC衬底正面生长N^-外延层；

2)在N^-型外延层上淀积一层200nm的SiO₂，作为碳离子注入的阻挡层；

3)在阻挡层表面上先进行能量为50keV，剂量为0.97×10¹²cm^-2的第一次碳离子注入；再进行能量为100keV，剂量为1.04×10¹²cm^-2的第二次碳离子注入；最后进行能量为150keV，剂量为1.24×10¹²cm^-2的第三次碳离子注入；

4)在1600℃的5L/min氢气和20mL/min硅烷环境中退火10分钟，对注入的碳离子进行激活，完成对4H-SiC材料本征深能级缺陷的处理。