[发明专利]快速制备3C-SiC外延膜方法

权利要求书

1.一种快速制备3C-SiC外延膜方法，其特征是将激光引入到传统CVD方法制备碳化硅外延膜即SiC薄膜，通过控制激光的输出功率，修饰基板表面形成纳米级微台阶，为薄膜形成初期提供大量成核点；同时激光也为薄膜的生长提供有效的光子活化和加热方式，使SiC薄膜的生长速度大幅度提高；通过控制激光光斑大小得到1-4英寸的SiC薄膜制品。

2.根据权利要求1所述的快速制备3C-SiC外延膜方法，其特征是包括以下步骤：

(1)清洗基片：

将单晶硅基片放入酒精中超声清洗，然后在体积比NH₃·H₂O:H₂O₂:H₂O＝1:1:5的清洗液中在温度80℃下清洗，再在体积比HF:H₂O＝1:50混合液中清洗1分钟，最后用去离子水冲洗；

(2)调整单晶硅基片的位置：

将清洗好的单晶硅基片放入激光加载的冷壁式化学气相沉积反应腔中，调整单晶硅基片的位置，使激光照射在需要生长外延薄膜的区域上；

(3)加热：

将所述反应腔抽真空到10Pa，通入H₂并调节压强到10⁴Pa，设置升温程序，加热单晶硅基片并使其温度上升到100～900℃；

(4)反应腔：

通入CH₄气体10分钟后，将含有HMDS的载流Ar气体通入反应器内，调节HMDS的流量控制反应腔压力；

(5)激光照射：

打开激光，使激光照射在基板表面，调节激光功率0～150W，照射时间为1～10分钟；

(6)停止激光照射，关闭HMDS原料气体，将反应腔抽真空到10Pa，使基板冷却至室温，得到3C-SiC外延膜。

3.根据权利要求2所述的快速制备3C-SiC外延膜方法，其特征在于使用InGaAlAs多模二极管激光器，输出波长为808纳米激光照射基板，为3C-SiC薄膜在Si基板上快速生长提供能量。

4.根据权利要求2所述的快速制备3C-SiC外延膜方法，其特征在于激光器功率为150W。

5.根据权利要求2所述的快速制备3C-SiC外延膜方法，其特征在于步骤(5)中所述碳化硅沉积速度为40微米每小时。

6.根据权利要求2所述的快速制备3C-SiC外延膜方法，其特征在于步骤(5)中所述基板温度为930℃。

7.根据权利要求2所述的快速制备3C-SiC外延膜方法，其特征在于步骤(4)中，在薄膜沉积整个过程中，使用单一安全环保无腐蚀性的(CH₃)₃-Si-Si-(CH₃)₃(HMDS)为前驱体，使用无毒安全的Ar气体为载流气，Ar的流速为25sccm。