[发明专利]降低碳化硅外延基平面位错密度的方法

摘要

本发明公开了一种降低碳化硅外延基平面位错密度的方法，主要通过在SiC衬底上外延生长多个周期的高‑低掺杂浓度的复合缓冲层，并对每个单层缓冲层进行界面高温氢气刻蚀处理，利用界面高温处理以及掺杂诱导引入多个界面，利用界面象力促进BPD缺陷向TED缺陷的转化。该方法极大减少了外延层中的BPD缺陷，可以有效降低外延层中的BPD缺陷密度，方法简单有利于外延工艺集成，同时避免了对SiC衬底进行复杂的前期处理，减少了对衬底表面的破坏。

主权项

1.一种降低碳化硅外延基平面位错密度的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)将碳化硅衬底置于碳化硅外延系统反应室内的石墨基座上；/n(2)采用氩气对反应室气体进行多次置换，然后向反应室通入氢气，逐渐加大氢气流量至60～120L/min，设置反应室的压力为80～200mbar，并将反应室逐渐升温至1550～1700℃，到达设定温度后，保持所有参数不变，对碳化硅衬底进行5～15分钟原位氢气刻蚀处理；/n(3)原位氢气刻蚀处理完成后，向反应室通入小流量的硅源和碳源，控制硅源和氢气的流量比小于0.03％，并通入掺杂源，生长出厚度为0.2-0.5μm，掺杂浓度2～5E18cm^-3的缓冲层1；/n(4)关闭生长源及掺杂源，保持反应室压力、生长温度以及氢气流量不变，对缓冲层1进行原位氢气刻蚀处理，处理时间2-10分钟；/n(5)向反应室通入小流量硅源和碳源，硅源的流量与步骤(3)相同，并通入掺杂源，生长出厚度为0.2-0.5μm，掺杂浓度5～8E17cm^-3的缓冲层2，掺杂浓度低于缓冲层1；/n(6)关闭生长源及掺杂源，保持反应室压力、生长温度以及氢气流量不变，对缓冲层2进行原位氢气刻蚀处理，处理时间2-10分钟；/n(7)重复步骤(3)～(6)，完成复合缓冲层的生长，重复次数可以根据工艺效果增加；/n(8)通入生长源和掺杂源，采用线性缓变的方式将生长源和掺杂源的流量改变至生长外延结构所需的设定值，根据常规工艺程序生长外延结构；/n(9)在完成外延结构生长后，关闭生长源和掺杂源，在氢气氛围中将反应室温度降至室温，然后将氢气排出，并通入氩气对反应室气体进行多次置换，并利用氩气将反应室压力提高至大气压，然后开腔取片。/n