[发明专利]一种多晶碳化硅薄膜的生长方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅薄膜，尤其是涉及一种多晶碳化硅薄膜的生长方法。

背景技术

自1893年起碳化硅粉末被大量用作磨料。将碳化硅粉末烧结可得到坚硬的陶瓷状碳化硅 颗粒，并可将之用于诸如汽车刹车片、离合器和防弹背心等需要高耐用度的材料中，在诸如 发光二极管、早期的无线电探测器之类的电子器件制造中也有使用。碳化硅材料作为第三代 半导体材料，由于具有宽带隙、高热导率、高临界击穿电场、高硬度等特点，在高温、高频、 大功率、抗辐射以及刀具涂层等方面的应用潜力而得到光伏、微电子、机械行业的重视^[1-5]。 在器件制造时就可以利用成熟的碳化硅器件制作工艺制作光电子、微电子器件。在碳化硅中 掺杂氮或磷，可以形成n型半导体。而掺杂铝、硼、镓或铍，可以形成p型半导体。SiC已 经取代传统的Si,成为国际上新的研究热点之一。但是由于制造成本高以及部分制造工艺问 题，迟迟不能在工业上大规模应用。

当前，产业界在制备碳化硅薄膜时主要以等离子体增强化学气相沉积(PECVD)为制备手 段，硅烷、甲烷等气体为主要原料，生产过程中安全控制极为严格且工艺流程复杂，所制得 的碳化硅薄膜其结构致密度欠佳。中国专利CN101985743A介绍了一种利用等离子体增强化学 气相沉积(PECVD)在高温条件下制作碳化硅薄膜的方法,但所用的硅烷的毒性强且生长缓慢。 中国专利CN101508569介绍了一种在高温条件下加热可固化有机硅组合物制作碳化硅薄膜的 方法，但是流程繁琐复杂，且需要催化剂。中国专利CN102304701A介绍一种原子层沉积设备 制备碳化硅薄膜的方法，能够使长出的碳化硅薄膜结构具有完整的晶格，但是需要使用四氯 化碳、硅烷等有毒有害气体，且生长缓慢、成本高。目前人们主要关注：如何能够高速、高 质量地生长多晶硅薄膜。

参考文献：

[1]A.C.Fernandez-Pello,A.P.Pisano,K.Fu,D.C.Walther,A.Knobloch,F.Martinez,M. Senesky,C.Stoldt,R.Maboudian,S.Sanders,D.Liepmann,MEMSrotaryenginepowersystem, IEEJTrans.SM123-E(9)(2003)326–330.

[2]U.Schmid,H.Seidel,SensorsandActuatorsA130–131(2006)194.

[3]J.-M.Hsu,P.Tathireddy,L.Rieth,A.R.Normann,F.Solzbacher,ThinSolidFilms516 (2007)34–41.

[4]C.Iliescu,B.Chena,D.P.Poenar,Y.Y.Lee,SensorsandActuatorsB129(2008)404.

[5]ToshiroFutagi,TakahiroMatsumoto,MasakazuKatsuno,YasumitsuOhta,Hidenori Mimura,KoichKitamura.VisibleElectroluminescencefromP-TypeCrystallineSilicon/Porous Silicon/N-TypeMicrocrystallineSiliconCarbonPNJunctionDiodes.Jpn.J.Appl.Phys.1992, 31:619～621.

发明内容

本发明的目的在于提供可有效减少碳化硅薄膜内部的杂质和缺陷，避免薄膜中因为较大 的张应力造成薄膜破裂现象，显著提高碳化硅薄膜质量的一种多晶碳化硅薄膜的生长方法。

本发明的具体步骤如下：

将清洗后的衬底送入磁控溅射仪溅射，溅射结束后降温，形成非晶碳化硅薄膜样品，退 火后即得多晶碳化硅薄膜。