[发明专利]提高碳化硅外延兼容性的方法

摘要

本发明公开了一种提高碳化硅外延兼容性的方法，是在使用时选择外延炉支持的最大尺寸的石墨基座。当放入小尺寸衬底时，放入合适尺寸的填充片，当衬底尺寸和基座尺寸相同时，则不需要加入填充片。本方法通过引入和衬底具有相同掺杂类型、晶面晶向以及表面形貌的填充片的方式，使衬底区域得以延伸，从而使不同尺寸衬底对应的基座以及衬底区域比例接近，使源在实际衬底上的耗尽速率连续变化，避免边缘效应。同时通过填充片的引入，使得源在不同尺寸衬底上方相同位置的浓度相似，从而提高了不同尺寸基座的兼容性；同时也可在多片式外延炉中实现不同尺寸衬底的同时生长，极大程度的减少了片间偏差。

主权项

1.一种提高碳化硅外延兼容性的方法，其特征在于：包含以下步骤：(1)选用外延炉支持的最大尺寸的石墨基座；(2)基座中放入碳化硅衬底，根据衬底尺寸在石墨基座的衬底坑中放入合适尺寸的填充片，用于固定衬底；所述填充片是选用与放置在基座上的碳化硅衬底具有相同的掺杂类型、晶面晶向、表面形貌和厚度以及与基座具有相同尺寸的碳化硅衬底，在中心位置加工出与基座上的碳化硅衬底尺寸相同的圆形空位，或者带参考边的圆形空位，带参考边的圆形空位直径为基座上的碳化硅衬底直径的1.05‑1.1倍；衬底尺寸与石墨基座尺寸相同时，不需要放入填充片；(3)将石墨基座放入反应室大盘内，将反应室中的空气置换为氩气，再将反应室抽至真空后通入氢气，保持氢气流量为60‑120L/min；等系统升温至1300‑1450℃时，将反应室的压力设置为100‑200mbar，继续向反应室通入氯化氢气体，保持HCl/H₂的流量比范围为0.01％‑0.25％；(4)等系统继续升温至1500‑1550℃时，关闭氯化氢气体，同时保持氢气流量和反应室压力不变；(5)系统继续升温，达到生长温度1570‑1680℃后，维持生长温度2～10分钟；(6)向反应室通入硅源和碳源，控制硅源和氢气的流量比小于0.025％；调节碳源流量，控制进气端C/Si比小于等于1，通入氯化氢气体，控制Cl/Si比为2‑6，通入氮气，生长n型缓冲层；(7)采用线性缓变的方式改变生长源和掺杂源的流量，至生长外延结构所需的设定值，生长外延结构；(8)完成外延结构的生长后，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，反应室温度达到室温后将反应室抽至真空，再向反应室中充入氩气，将反应室充至大气压，然后打开反应室，取出外延片。