[发明专利]一种碳化硅外延生长的控制方法

权利要求书

1.一种碳化硅外延生长的控制方法，其特征在于：将衬底置于封闭腔室，通入碳源和硅源，在所述衬底表面生长缓冲层和外延层，定义所述碳源的流量初始值，即缓冲层生长时所述碳源的流量值为a sccm；所述碳源的流量的结束值，即外延层生长时所述碳源的流量值为b sccm；所述硅源的流量初始值，即缓冲层生长时所述硅源的流量值为a＇sccm，所述硅源的结束值，即外延层生长时所述硅源的流量值为b＇sccm；当所述碳源的流量为b sccm，并且所述硅源的流量为b＇sccm时开始所述外延层的生长；

则在T s内分k段，将所述碳源的流量由a sccm变化至b sccm，同时在T s内分k＇段将所述硅源的流量由a＇sccm变化至b＇sccm，对应地在所述缓冲层表面形成过渡层，所述过渡层位于所述缓冲层和所述外延层之间，其中，a、b、a＇、b＇、T、k和k＇各自独立地皆为正数，并且b＞a，b＇＞a＇，k≥2，k＇≥2，所述过渡层生长时所述碳源和所述硅源的流量变化使用分段式控制法，具体的，所述碳源的所述分段式控制法中各阶段的时间与流量的对应关系如下：

其中，所述分段式控制法中的所述流量变化过程包括：

第1段：所述流量在ΔT1 s内由a渐变至D1，

第2段：所述流量在ΔT2 s内流量由D1渐变至D2，

第3段：所述流量在ΔT3 s内流量由D2渐变至D3，

依此类推，第n段：所述流量在ΔT_ns内由D_n-1渐变至D_n；

直到第k段：所述流量在ΔT_k s内由D_k-1渐变至D_k；

所述硅源的流量变化根据a＇、b＇、T和k＇的值，采用所述分段式控制法中的公式进行计算得到，与所述碳源的计算方式相同，只是用a＇代替表中的a，b＇代替表中的b，k＇代替表中的k；

所述分段式控制法期间，碳硅比在0.8～1.6之间。

2.根据权利要求1所述碳化硅外延生长的控制方法，其特征在于：所述碳源的初始值：16≤a≤162.5，所述硅源的初始值：40≤a＇≤250，同时保证缓冲层生长时的碳硅比在0.8～1.3之间。

3.根据权利要求1所述碳化硅外延生长的控制方法，其特征在于：所述碳源的结束值：125≤b≤480，所述硅源的结束值：250≤b＇≤600，同时保证外延层生长时的碳硅比在1.0～1.6之间。

4.根据权利要求1所述碳化硅外延生长的控制方法，其特征在于：时间T在10～600s之间，段数k在2～200之间。

5.根据权利要求4所述碳化硅外延生长的控制方法，其特征在于：时间T在40～200s之间，段数k在5～20之间。

6.根据权利要求1所述碳化硅外延生长的控制方法，其特征在于：所述碳源为乙烯或丙烷，所述硅源为三氯氢硅或硅烷。

7.根据权利要求1所述碳化硅外延生长的控制方法，其特征在于：所述分段式控制法进行所述碳源和所述硅源的流量渐变，从而使得所述碳源和所述硅源的流量变化速度逐渐增加，碳硅比的变化速度逐渐增加，以降低流量变化过程中的过渡层的生长厚度。

8.由权利要求1-7任一项所述碳化硅外延生长的控制方法制备得到的碳化硅外延片，其特征在于：所述碳化硅外延片的表面粗糙度Rq＜0.15nm。

9.根据权利要求8所述碳化硅外延片，其特征在于：其特征在于：所述碳化硅外延片的表面致命缺陷密度＜0.3个/cm²，所述表面致命缺陷包含三角形，胡萝卜和掉落缺陷。