[发明专利]一种C面SiC外延结构及外延沟槽的填充方法

权利要求书

1.一种C面SiC外延沟槽的填充方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）对正轴C面4H-SiC衬底进行刻蚀；

（2）在正轴C面4H-SiC衬底上生长N型4H-SiC缓冲层；

（3）在4H-SiC缓冲层上生长N型4H-SiC外延层；

（4）由N型4H-SiC外延层的表面向下刻蚀沟槽；

（5）通入含氯的硅源气体、碳源、HCl和B₂H₆、H₂，于1700～1800℃温度和10～50mbar压力下填满沟槽；

（6）抛光，抛去N型4H-SiC外延层表面过生长的4H-SiC，得到上表面光滑的交替排列的p型和n形区域；

步骤（2）中，所述4H-SiC缓冲层的厚度为10～200 nm，掺杂浓度为2×10¹⁸～1×10¹⁹cm^-3；

步骤（2）中，4H-SiC缓冲层生长时，碳源与含氯的硅源气体的流量之比为0.6～1：1；于1700～1800℃温度和10～50mbar压力下进行生长；

步骤（3）中，N型4H-SiC外延层生长时，碳源与含氯的硅源气体的流量之比为0.6～1，于1700～1800℃温度和10～50mbar压力下进行生长；

步骤（4）中，沟槽侧壁倾角86～90°；

步骤（5）中，HCl与含氯的硅源气体的流量之比为15～40：1；碳源与含氯的硅源气体的流量之比0.6～1：1。

2.根据权利要求1所述的C面SiC外延沟槽的填充方法，其特征在于，步骤（5）中，所述含氯的硅源气体、碳源、HCl 、B₂H₆、H₂的流量为100～200sccm、30～80sccm、1000～5000sccm、5～10sccm、100～800slm。

3.根据权利要求1或2所述的C面SiC外延沟槽的填充方法，其特征在于，步骤（1）中，所述刻蚀的方法为：以100～800slm流量通入H₂，于5-50mbar压力和1600-1700℃温度下刻蚀3～10min。

4.根据权利要求1所述的C面SiC外延沟槽的填充方法，其特征在于，所述4H-SiC缓冲层的生长方法为：分别以100～800slm、80～150sccm、80～150sccm和10～20sccm的流量通入载气H₂、含氯的硅源气体、碳源和N₂。

5.根据权利要求1或2所述的C面SiC外延沟槽的填充方法，其特征在于，步骤（3）中，所述N型4H-SiC外延层的厚度为5～20μm；掺杂浓度为2×10¹⁴～8×10¹⁶cm^-3。

6.根据权利要求5所述的C面SiC外延沟槽的填充方法，其特征在于，所述N型4H-SiC外延层的生长方法为：分别以100～800slm、100～200sccm、30～80sccm和5～20sccm的流量通入载气H₂、含氯的硅源气体、碳源和N₂。

7.根据权利要求1或2所述的C面SiC外延沟槽的填充方法，其特征在于，步骤（4）中，所述沟槽的深度5-15μm，底部宽度与台面顶部宽度一致，均为2～2.5μm。

8.如权利要求1-7任意一项所述的C面SiC外延沟槽的填充方法填充得到的含超级结的C面SiC外延结构。