The invention discloses a method for reducing basal plane dislocation silicon carbide epitaxial layer effects, including on a silicon carbide substrate, using the interface of high temperature annealing treatment, promote the transformation of TED BPD point down, away from the high doped buffer layer surface, and by adding a gradient buffer layer decrease with high buffer concentration difference and epitaxial layers. And the high temperature hydrogen etching with high buffer layer interface repair, the use of low-speed extension mode, lateral epitaxial growth enhanced characteristics of surface corrosion repair of highly doped buffer layer, improve the surface quality of subsequent epitaxial layer. This method can reduce the high point of the base plane dislocation transformation doped buffer layer interface, effectively reduce the probability of the epitaxial layer basal plane dislocation derived dislocations in the high current under the action of the process is compatible with conventional epitaxial process.
【技术实现步骤摘要】
降低基平面位错对碳化硅外延层影响的方法
本专利技术涉及一种高表面质量碳化硅外延层的生长方法,尤其涉及一种降低基平面位错对碳化硅外延层影响的方法。
技术介绍
现在商用碳化硅衬底晶体的完美度大幅度提高,但是碳化硅衬底中还是存在大量的基平面位错(BPD),BPD可能会延伸至外延层,并且在正向导通电流的作用下会演变成堆垒层错(SF),造成高频二极管器件正向导通电压漂移。由于刃位错(TED)对器件性能的影响要小得多,所以提高碳化硅外延生长过程中BPD转化为TED的比例,阻止衬底中的BPD向外延层中延伸对提高器件的性能是十分重要的。目前通过采用4°偏轴衬底代替8°偏轴衬底的方法以及KOH熔融腐蚀预处理衬底的方法可以大大提高BPD向TED转化的效率。但是即使是转化后的TED缺陷,在大电流注入的情况下,依然会衍生出新的SF,进入外延层,影响器件性能。正向导通电流作用下,堆垒层错的形成主要由BPD缺陷的不全位错移动产生,激活位错移动的能量来源于电子-空穴复合,电子-空穴复合速率和掺杂浓度成正比,因此在高掺杂浓度的缓冲层内BPD缺陷很难形成SF。转化位置越深,BPD衍生SF所需要的注入电流便越大,因此为了降低BPD缺陷对器件性能的影响,生长很厚(10μm以上)的高掺缓冲层,使BPD转化的位置更深,远离缓冲层和外延层界面。然而这种方法并不可取,会大大增长外延工艺时间,导致开销增大。而且如果缓冲层浓度和外延层浓度差别大,也会在外延层中引入应力导致晶体质量下降。转换后的TED在高温(1700℃以上)作用下可以在位错线性拉力以及表面象力的作用下滑移,在滑移过程中,TED特征长度降低, ...
【技术保护点】
一种降低基平面位错对碳化硅外延层影响的方法,其特征在于:包括以下步骤:(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;(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;(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0.5‑5μm,掺杂浓度~5E18cm
【技术特征摘要】
1.一种降低基平面位错对碳化硅外延层影响的方法,其特征在于:包括以下步骤:(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;(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;(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0.5-5μm,掺杂浓度~5E18cm-3的高掺缓冲层;(4)关闭生长源和掺杂源,在10分钟内采用线性变化的方式将生长温度提高至1700~1900℃,反应室压力提高至500~800mbar,氢气流量降低至30~60L/min,对高掺缓冲层进行高温退火处理,处理时间为10-60分钟;(5)在10分钟内采用线性变化的方式将生长温度降低至1550~1700℃,反应室压力降低至80~200mbar,氢气流量提高至60~120L/min;(6)向反应室通入小流量硅源和碳源,硅源和碳源的流量与步骤(3)...
【专利技术属性】
技术研发人员:李赟,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第五十五研究所,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。