[发明专利]一种提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法

权利要求书

1.一种提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：取碳化硅衬底，进行清洗后将衬底置于反应室内的小盘上；

第二步：将反应室抽至真空，随后通入氢气，保持氢气流量对反应室进行升温，升温至1625～1675℃，恒温刻蚀5～15分钟；

第三步：采用线性缓变的方式在20～100s内改变反应室压力、温度，同时通入碳源、硅源，其中C/Si摩尔比由0渐变至0.80～1.10；第三步采用线性缓变的方式20～100s内改变反应室压力和温度，最终控制反应室压力为50～100mbar，温度为1575～1625℃，压力稳定后向反应室通入硅源和碳源的混合气体，其中硅源流量为80～140sccm，C/Si摩尔比由0渐变至0.80～1.10；

第四步：采用线性缓变的方式在20～100s内升高碳源流量和硅源流量，保持C/Si摩尔比不变；

第五步：采用线性缓变的方式20～100s内改变温度、压力以及碳源流量和硅源流量，最终控制温度为1525～1575℃，压力为100～150mbar，碳源流量320～560sccm，C/Si摩尔比为1.10～1.30，生长外延薄膜至目标厚度；

第六步：关闭碳源和硅源，将反应室温度降温至室温，用惰性气体置换反应室内的氢气，打开反应室得到碳化硅外延薄膜。

2.根据权利要求1所述提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，其特征在于：第一步中所述碳化硅衬底为11-20方向4°的硅面碳化硅衬底。

3.根据权利要求1所述提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，其特征在于：第二步中保持氢气流量为150～200L/min，反应室压力为100～150mbar，以升温速度30-40℃/min将反应室由室温升温至1300-1350℃；然后将升温速度降低至10-20℃/min，升温至1625～1675℃，恒温刻蚀5～15分钟。

4.根据权利要求3所述提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，其特征在于：第二步中使用氢氩混合气使小盘处于气浮状态，小盘气浮流量为100～800sccm。

5.根据权利要求4所述提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，其特征在于：氢氩混合气中氢气和氩气的体积比为3:7～7:3。

6.根据权利要求1所述提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，其特征在于：向反应室通入硅源和碳源的混合气体，同时使用高纯氮气作为掺杂源，生长厚度为0.08-0.12um。

7.根据权利要求6所述提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，其特征在于：向反应室通入硅源和碳源的混合气体，同时使用高纯氮气作为掺杂源，生长厚度为0.1um。

8.根据权利要求1-4中任一项所述提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，其特征在于：第四步采用线性缓变的方式最终控制硅源流量为160～280sccm，C/Si摩尔比为0.80～1.10。

9.根据权利要求8所述提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，其特征在于：第四步中通入高纯氮气进行掺杂，生长厚度为0.4-0.6um。

10.根据权利要求1-4中任一项所述提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，其特征在于：第五步采用线性缓变的方式最终控制温度为1545～1555℃，压力为120～140mbar，硅源流量400～500sccm，C/Si摩尔比为1.15～1.25。

11.根据权利要求10所述提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，其特征在于：通入高纯氮气，生长至目标厚度，获得掺杂的n型外延层。

12.采用权利要求1-11中任一项所述提高碳化硅外延薄膜生长质量的方法，制备得到的碳化硅外延薄膜，其特征在于：所述碳化硅外延薄膜的晶体三角形缺陷不超过0.12个/cm²。