[发明专利]碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法和装置及形成的碳化硅籽晶

说明书

本发明公开了一种碳化硅籽晶生长表面图形化处理的方法和装置及形成的碳化硅籽晶。所述处理方法包括：提供一待处理的碳化硅籽晶，所述碳化硅籽晶晶向为正C向[0001]与A向存在2°至20°夹角；于所述待处理的碳化硅籽晶的碳面()上方布置一金属氧化物圆片，所述金属氧化物圆片的下表面与所述待处理的碳化硅籽晶的上表面之间具有250μm至1000μm的间隙；使用一刻蚀气体通过所述间隙，以刻蚀所述待处理的碳化硅籽晶的碳面()，而形成预设槽沟图形。根据本发明提供的处理方法保证了碳化硅籽晶在后续生长中A面()根据有成核和延伸的优势，避免了延C向的缺陷延伸，提高晶体质量。

技术领域

本发明涉及到碳化硅晶体生长领域，具体涉及一种碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法和装置及形成的碳化硅籽晶。

背景技术

碳化硅（SiC）材料由于具备禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速率快、化学稳定性高、抗辐射能力强等各种优越性能，可以用于耐高温、高频、抗辐射、大功率半导体器件材料，具有广泛的运用前景，然而由于SiC单晶生长条件严苛，易受到环境的影响，导致产品质量缺陷，因此，对于获得高质量SiC以实现SiC基器件优异的性能，其生长技术是关键。

目前，半导体器件应用领域中主要采用例如4H型碳化硅，是选取碳化硅籽晶进行生长得到碳化硅单晶生长。籽晶质量决定晶体质量，首先籽晶在加工准备过程中，其待生长表面存在机加工的损伤，深度大约为10μm至30μm；其次由于籽晶本身存在缺陷，在延C向[0001]生长时其缺陷（TSD，TED和微管）将随着晶体生长过程中不断延续，造成晶体质量降低；最后虽然很多籽晶都存在一个偏角，且籽晶生长表面存在蒸发减薄的情况，但这个过程的减薄量都在纳米层级，因此C向[0001]生长与A向生长的竞争优势差异不大，晶体C向[0001]生长时依然存在继承的缺陷，而常见的反应离子刻蚀需要多种掩膜，且深度刻蚀会引入金属杂质，因此目前亟需有一种无需掩膜的碳化硅籽晶表面的图形化处理结构和方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的之一在于提供一种利用刻蚀性气体在带有C向[0001]偏A向2度~20度偏角的碳化硅籽晶表面上形成贝纳德对流图案后，再利用反应离子刻蚀，使籽晶碳面上显露出A面与碳面构成的延延伸的预设槽沟的方法。

本发明的另一个目的在于，提供一种碳化硅籽晶生长表面的图形化处理装置。

本发明的另一个目的在于，提供一种由如上所述的碳化硅籽晶的处理方法形成的碳化硅籽晶。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法，包括：提供一待处理的碳化硅籽晶，所述碳化硅籽晶晶向为正C向[0001]与A向存在2°至20°夹角；于所述待处理的碳化硅籽晶的碳面上方布置一金属氧化物圆片，所述金属氧化物圆片的下表面与所述待处理的碳化硅籽晶的上表面之间具有250μm至1000μm的间隙；使用一刻蚀气体通过所述间隙，以刻蚀所述待处理的碳化硅籽晶的碳面，而形成预设槽沟图形。

其中，使用一刻蚀气体通过所述间隙时，在所述待处理的碳化硅籽晶上表面形成贝纳德对流条纹图案，并利用所述贝纳德对流条纹图案，控制所述刻蚀气体的浓度分布。

在一些实施例中，所述碳化硅籽晶的厚度为300μm至2000μm，和/或所述碳面的平面度小于等于12μm。

在一些实施例中，所述刻金属氧化物圆片与所述待处理的碳化硅籽晶具有相同的直径和/或平面度。

在一些实施例中，所述刻蚀的压力为0.5Pa至50Pa，和/或所述刻蚀气体的流量为10sccm至200sccm。

在一些实施例中，所述刻蚀过程中所述金属氧化物圆片与所述待处理的碳化硅籽晶的温差为0.5℃至1.5℃。

在一些实施例中，所述预设槽沟图形为A面与碳面形成的楔形槽沟，所述槽沟延伸方向为。