[发明专利]一种SiCOI结构材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种SiCOI结构材料的制备方法，主要解决SiC外延层与SiO₂/Si衬底间粘附性差的问题。其过程是：首先对Si衬底进行标准清洗；再对清洗后的Si衬底进行干/湿/干热氧化，得到厚度至少为800纳米的氧化层，制备出SiO₂/Si复合衬底；接着将该SiO₂/Si复合衬底放入常压化学气相淀积APCVD炉反应室中进行Si薄层预淀积；再对预淀积的Si/SiO₂/Si复合衬底进行碳化处理形成缓冲层，得到碳化处理后的SiO₂/Si复合衬底；最后对碳化处理后的SiO₂/Si复合衬底进行常规的SiC薄膜CVD生长，得到SiCOI结构材料。本发明可明显提高CVD法制备SiCOI结构材料中SiC与衬底间的粘附性、缓解和消除SiC生长层中的氧沾污问题，并可获得更大的SiC成核密度。

主权项

1.一种SiCOI结构材料的制备方法，按如下过程进行：第一步，对Si衬底进行标准清洗；第二步，对清洗后的Si衬底进行干/湿/干热氧化，得到厚度至少为800纳米的氧化层，制备出SiO2/Si复合衬底，氧化温度为1100～1200℃，氧气流量为40～50毫升/分钟，氧化时间为10/120/30分钟；第三步，对SiO2/Si复合衬底进行Si薄层预淀积，即将SiO2/Si复合衬底放入常压化学气相淀积APCVD炉反应室中，在载气H2气氛中升温至1150～1200℃时通入SiH4形成10～20纳米厚的Si层，得到预淀积Si/SiO2/Si复合衬底，然后关闭SiH4并降温至室温，其中载气H2流量为3～5升/分钟，SiH4流量为0.1～0.3升/分钟，SiH4的通气时间为30～60秒；第四步，对预淀积的Si/SiO2/Si复合衬底进行碳化处理形成缓冲层，即将预淀积Si/SiO2/Si复合衬底在室温下按0.1～0.3升/分钟的流量通入C3H8，并在90～120秒内将衬底快速升温至1250～1300℃形成碳化缓冲层，以消耗掉预淀积的薄层Si，得到碳化处理后的SiO2/Si复合衬底，碳化缓冲层厚度为20～30纳米；第五步，对碳化处理后的SiO2/Si复合衬底进行常规的SiC薄膜CVD生长，得到SiCOI结构材料。