一种通过蓝宝石衬底制备多晶SiC薄膜的方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种通过蓝宝石衬底制备多晶SiC薄膜的方法
本专利技术涉及半导体薄膜材料
，尤其涉及一种通过蓝宝石衬底制备多晶SiC薄膜的方法。
技术介绍
Si是第一代窄禁带半导体材料的代表，在所有半导体材料中其使用量占据绝对优势，几乎所有的功率及电力电子器件都使用Si材料来制造，但Si材料并不是完全理想的。例如：Si材料所制成的温度传感器，其有效测温区间仅为0～150℃，无法适应部分高温环境下的测量。因此，近年来也逐步开始研究第三代宽禁带半导体材料，即SiC材料。SiC材料具有优越的电学性能，特别适合制成高压、高温、耐辐照、高功率型半导体器件。蓝宝石(Sapphire)是在刚玉宝石中，对除了红宝石(Ruby)以外颜色的其他刚玉宝石的通称，是一种非常优良的绝缘材料，具有硬度大，熔点很高，致密性非常好，抗辐射性非常好，并且化学稳定性很高等诸多特点。在人工制造的蓝宝石上制作一系列半导体器件，产生的寄生电极和漏电容都会非常小，而且蓝宝石衬底(1)是绝缘的，还不需要进一步额外的隔离工艺，从而实现了半导体器件的高度集成。但是从基本参数上来看，蓝宝石衬底(1)和SiC薄膜的晶格失配很大...
【技术保护点】
一种通过蓝宝石衬底(1)制备多晶SiC薄膜的方法，其特征在于，包括：将清洗好的蓝宝石衬底(1)与SiC靶材置于真空反应腔体中，并将所述真空反应腔体抽至高真空状态，并对蓝宝石衬底(1)进行升温；往所述真空反应腔体中通入氩气和氧气，并维持气压；执行磁控溅射过程，得到过渡层(2)和过渡层(3)，其中，所述溅射过程包括先预溅射和正式溅射；关闭氧通道，只通入氩气并维持气压，再次执行磁控溅射过程得到SiC薄膜(4)，待所述真空反应腔体腔体冷却至室温后取出样品；将所取出的样品置于快速退火炉中进行热退火。
【技术特征摘要】
1.一种通过蓝宝石衬底(1)制备多晶SiC薄膜的方法，其特征在于，包括：将清洗好的蓝宝石衬底(1)与SiC靶材置于真空反应腔体中，并将所述真空反应腔体抽至高真空状态，并对蓝宝石衬底(1)进行升温；往所述真空反应腔体中通入氩气和氧气，并维持气压；执行磁控溅射过程，得到过渡层(2)和过渡层(3)，其中，所述溅射过程包括先预溅射和正式溅射；关闭氧通道，只通入氩气并维持气压，再次执行磁控溅射过程得到SiC薄膜(4)，待所述真空反应腔体腔体冷却至室温后取出样品；将所取出的样品置于快速退火炉中进行热退火。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，蓝宝石衬底(1)采用单晶蓝宝石衬底(1)的抛光C面，取向为<0001>。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SiC靶材的纯度为99.0％～99.9％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述真空反应腔体抽至高真空状态，并对蓝宝石衬底(1)进行升温，包括：打开与所述真空反应腔体连接的机械泵，将所述真空反应腔体抽真空至小于等于8Pa；继而打开与所述真空反应腔体连接的分子泵，将所述真空反应腔体抽真空至真空度小于等于2×10-4Pa；将蓝宝石衬底(1)加热至500～800℃并保温10min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述真空反应腔体中通入氩气和氧气，并维持气压，包括：打开与所述真空反应腔体连接的氧气和氩气的阀门，并通入这两种气体，其中，所通入的氩/氧比例为20/5，并调整所述分子泵的连接阀，控制所述真空反应腔体内气压为大于等于0.5且小于等于10Pa。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行磁控溅射过程，包括：执行预溅射过程：打开射频电源，并调节功率为大于等于50且小于等于300W，进行持续时长大于等于5且小于等于20min的预溅射，以去除靶材表面附着的杂质。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述执行磁控溅射过程，包括：在预溅射过程后执行正式溅射过程：调整蓝宝石衬底(1)位置与所述SiC靶材对准，保持氩/氧气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨颖，姚靖懿，王一平，郑炳金，王建业，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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