[发明专利]一种SiC超高压PiN二极管器件材料的制备方法

摘要

本发明公开一种SiC超高压PiN二极管器件材料的制备方法，其包括以下步骤：S001：将SiC单晶衬底放在反应腔内，加热至1550℃‑1700℃，同时通入氢气以清洁SiC单晶衬底表面，且同时蚀刻过SiC单晶衬底表面，释放SiC单晶衬底表面的应力；S002：在SiC单晶衬底之上生长调制的形成具有多层渐变厚度和掺杂浓度的缓冲层；S003：在缓冲层之上生长具有多层渐变厚度和掺杂浓度的漂移层；S004：在漂移层之上生长P+帽层；S005：退火，降温，取片。渐变厚度和掺杂浓度的缓冲层及漂移层有利于优化N型SiC单晶衬底与缓冲层之间、缓冲层之间、缓冲层与漂移层、漂移层之间、漂移层与P+帽层之间的电流电压特性，同时尽量减少各层表面的应力损伤从而取得理想的表面性能和电学性能。

主权项

1.一种SiC超高压PiN二极管器件材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：S001：将SiC单晶衬底放在反应腔内，将反应腔加热1550℃‑1700℃，同时通入氢气以清洁SiC单晶衬底表面，且同时蚀刻该SiC单晶衬底表面，释放SiC单晶衬底表面的应力；S002：在SiC单晶衬底之上生长调制的形成具有多层渐变厚度和掺杂浓度的缓冲层；于S002中，导入氢气作为载气状态下，进一步向反应腔内同时导入作为反应前驱气体的含硅的气体及含碳的气体和作为掺杂气体的氮气或三甲基铝，其中，含硅的气体包括硅烷或者三氯氢硅，含碳的气体包括丙烷或者乙烷，再通过卤化物CVD法，在SiC单晶衬底的表面上生长调制的具有多层渐变厚度和掺杂浓度的所述的缓冲层，且在每层缓冲层生长之前均会排空反应腔中的生长气体，关闭前驱气体，采用氢气或烷烃气体蚀刻SiC单晶衬底表面，进一步释放SiC单晶衬底表面应力；所述缓冲层总厚度TB介于1‑8微米，且满足递增条件：第一层缓冲层厚度TB1<第二层缓冲层厚度TB2<…<第n层缓冲层厚度TBn；所述缓冲层的掺杂浓度介于1‑8E18cm^‑3，且满足递减条件：第一层缓冲层掺杂浓度DB1>第二层缓冲层掺杂浓度DB2>…>第n层缓冲层掺杂浓度DBn；每层缓冲层的生长速率满足递增条件：GRB1<GRB2<…<GRBn；每层缓冲层的碳硅比满足递增条件：CSRB1<CSRB2<…<CSRBn；S003：在缓冲层之上生长具有多层渐变厚度的漂移层；每层漂移层厚度逐层递增，且保持掺杂浓度不变，每层漂移层碳硅比逐层递增且均小于1；S004：在漂移层之上生长P+帽层；S005：退火，降温，取片。