[发明专利]4H-SiC同质外延生长系统

摘要

本发明涉及一种4H-SiC衬底上的同质外延系统，所述系统包括：反应室，用于容置4°偏角碳化硅衬底；真空机，与所述反应室相导通，用于将所述反应室抽成气压低于1×10^-7mbar的真空；源气输送和控制系统，与所述反应室相导通，用于向反应室通入氢气H₂直至反应室气压到达100mbar，保持反应室气压恒定，再将H₂流量逐渐增至64L/min，继续向反应室通气；加热系统，与所述反应室相连接，用于将所述反应室加热升高逐渐至1400℃，进行10分钟的原位刻蚀。本发明4H-SiC同质外延生长系统在大幅的提高了外延层的生长速率，很大程度上节约了生产成本，减少了资源的浪费。

主权项

一种4H‑SiC衬底上的同质外延系统，其特征在于，所述系统包括：反应室，用于容置4°偏角碳化硅衬底；真空机，与所述反应室相导通，用于将所述反应室抽成气压低于1×10^‑7mbar的真空；源气输送和控制系统，与所述反应室相导通，用于向反应室通入氢气H₂直至反应室气压到达100mbar，保持反应室气压恒定，再将H₂流量逐渐增至64L/min，继续向反应室通气；加热系统，与所述反应室相连接，用于将所述反应室加热升高逐渐至1400℃，进行10分钟的原位刻蚀；其中，利用加热系统将所述反应室温度升高至1580℃‑1620℃，利用真空机将所述反应室压强降低为40mbar，保持温度和压强恒定，利用所述源气输送和控制系统向所述反应室通入42mL/min的SiH₄和14mL/min的C₃H₈，进行2小时的外延生长，获得长有碳化硅外延层的衬底片；所述源气输送和控制系统停止供给C₃H₈和SiH₄，停止生长，然后通向反应室的H₂流量为20L/min，利用所述真空机保持反应室气压为100mbar，使长有碳化硅外延层的衬底在氢气流中冷却25min；再将反应室气压升高到700mbar，在氢气流中继续冷却；当所述反应室温度降低到700℃以后，所述源气输送和控制系统停止向所述反应室通入H₂；利用真空机将所述反应室抽真空，直到气压低于1×10^‑7mbar，再打开Ar开关，所述源气输送和控制系统向反应室通入流量为12L/min的Ar，使长有碳化硅外延层的衬底在氩气环境下继续冷却30min；缓慢提高反应室气压到常压，使衬底自然冷却至室温，取出碳化硅外延片。