碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法和装置及形成的碳化硅籽晶制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种碳化硅籽晶生长表面图形化处理的方法和装置及形成的碳化硅籽晶。所述处理方法包括：提供一待处理的碳化硅籽晶，所述碳化硅籽晶晶向为正C向[0001]与A向

【技术实现步骤摘要】
碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法和装置及形成的碳化硅籽晶
本专利技术涉及到碳化硅晶体生长领域，具体涉及一种碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法和装置及形成的碳化硅籽晶。
技术介绍
碳化硅（SiC）材料由于具备禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速率快、化学稳定性高、抗辐射能力强等各种优越性能，可以用于耐高温、高频、抗辐射、大功率半导体器件材料，具有广泛的运用前景，然而由于SiC单晶生长条件严苛，易受到环境的影响，导致产品质量缺陷，因此，对于获得高质量SiC以实现SiC基器件优异的性能，其生长技术是关键。目前，半导体器件应用领域中主要采用例如4H型碳化硅，是选取碳化硅籽晶进行生长得到碳化硅单晶生长。籽晶质量决定晶体质量，首先籽晶在加工准备过程中，其待生长表面存在机加工的损伤，深度大约为10μm至30μm；其次由于籽晶本身存在缺陷，在延C向[0001]生长时其缺陷（TSD，TED和微管）将随着晶体生长过程中不断延续，造成晶体质量降低；最后虽然很多籽晶都存在一个偏角，且籽晶生长表面存在蒸发减薄的情况，但这个过程的减薄量都在纳米层级，因此C向[0001]生长与A向生长的竞争优势差异不大，晶体C向[0001]生长时依然存在继承的缺陷，而常见的反应离子刻蚀需要多种掩膜，且深度刻蚀会引入金属杂质，因此目前亟需有一种无需掩膜的碳化硅籽晶表面的图形化处理结构和方法。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的之一在于提供一种利用刻蚀性气体在带有C向[0001]偏A向[]2度~20度偏角的碳化硅籽晶表面上形成贝纳德对流图案后，再利用反应离子刻蚀，使籽晶碳面()上显露出A面()与碳面()构成的延[]延伸的预设槽沟的方法。本专利技术的另一个目的在于，提供一种碳化硅籽晶生长表面的图形化处理装置。本专利技术的另一个目的在于，提供一种由如上所述的碳化硅籽晶的处理方法形成的碳化硅籽晶。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法，包括：提供一待处理的碳化硅籽晶，所述碳化硅籽晶晶向为正C向[0001]与A向存在2°至20°夹角；于所述待处理的碳化硅籽晶的碳面()上方布置一金属氧化物圆片，所述金属氧化物圆片的下表面与所述待处理的碳化硅籽晶的上表面之间具有250μm至1000μm的间隙；使用一刻蚀气体通过所述间隙，以刻蚀所述待处理的碳化硅籽晶的碳面()，而形成预设槽沟图形。在一些实施例中，所述碳化硅籽晶的厚度为300μm至2000μm，和/或所述碳面()的平面度小于等于12μm。在一些实施例中，所述刻金属氧化物圆片与所述待处理的碳化硅籽晶具有相同的直径和/或平面度。在一些实施例中，所述刻蚀的压力为0.5Pa至50Pa，和/或所述刻蚀气体的流量为10sccm至200sccm。在一些实施例中，所述刻蚀过程中所述金属氧化物圆片与所述待处理的碳化硅籽晶的温差为0.5℃至1.5℃。在一些实施例中，所述预设槽沟图形为A面()与碳面()形成的楔形槽沟，所述槽沟延伸方向为。在一些实施例中，所述槽沟的深度为15μm至80μm，和/或宽度为200μm至800μm。本专利技术还提供了一种碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法的处理装置，包括：壳体，所述壳体内具有一刻蚀腔体，所述刻蚀腔体一侧设有刻蚀气体入口，另一侧设有压力控制出口；托盘，位于所述刻蚀腔体内，以承托所述待处理碳化硅籽晶，所述碳化硅籽晶晶向为正C向[0001]与A向存在2°至20°夹角；金属氧化物圆片，位于所述刻蚀腔体内，并位于所述托盘的上方，所述金属氧化物圆片的下表面与所述待处理的碳化硅籽晶的上表面之间具有250μm至1000μm的间隙；控制单元，位于所述壳体内，并连接所述刻蚀腔体，以控制所述刻蚀气体刻蚀所述待处理的碳化硅籽晶的碳面()，而形成预设槽沟图形。。在一些实施例中，耦合的温控组件，位于所述壳体内，所述耦合的温控组件分别连接所述托盘和所述金属氧化物圆片；平行电极，位于所述壳体内，所述平行电极的阴极连接所述托盘，所述平行电极的阳极连接所述壳体；射频功率源，位于所述壳体内，并连接所述平行电极。本专利技术还提供了一种采用上述的碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法形成的所述碳化硅籽晶。如上所述，本专利技术提供了一种碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法和处理装置，其利用双固定界面边界条件的贝纳德对流自组织形条纹图案，控制刻蚀气体的浓度分布，进而控制刻蚀离子的浓度分布，条纹自然分布宽度在250μm至1000μm，且均匀分布在刻蚀表面上，通过一次或多次的刻蚀便可以获得深度为15μm至80μm的预设槽沟，由于不使用有机物或金属掩膜，刻蚀的效果稳定且不会引起微掩膜效应保证刻蚀深度，同时也不会有杂质引入。此外，由于待处理籽晶C向[0001]与A向存在2°至20°夹角，因此A向生长延籽晶生长方向有不为0的分量，因此利用刻蚀气体的各项异性刻蚀效果，当碳面()与A面()形成的预设槽沟深度达到15μm以上时，A向生长延籽晶生长方向较C向[0001]延籽晶生长方向存明显的生长优势，而A向生长不会继承C向[0001]缺陷的延伸，因此经过图形化处理的籽晶较其他籽晶能够显著提高晶体质量。其他的特征、益处可以参考本专利技术公开的权利要求和说明书在内的内容。附图说明图1为本专利技术碳化硅籽晶生长表面的图形化处理装置的结构示意图。图2为本专利技术碳化硅籽晶生长表面的图形化处理时，所采用的籽晶各晶向偏角主视图。图3为本专利技术碳化硅籽晶生长表面的图形化处理时，所采用的籽晶安置时各晶向俯视图。图4为采用本专利技术碳化硅籽晶生长表面图形化处理时，籽晶表面产生贝纳德对流条纹图案示意图。图5为采用本专利技术碳化硅籽晶生长表面图形化处理后，籽晶各晶向主视示意图。图6为采用本专利技术碳化硅籽晶生长表面图形化处理后，籽晶各晶向俯视示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施例，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施例加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。在本专利技术中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法，其特征在于，包括：/n提供一待处理的碳化硅籽晶，所述碳化硅籽晶晶向为正C向[0001]与A向

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法，其特征在于，包括：
提供一待处理的碳化硅籽晶，所述碳化硅籽晶晶向为正C向[0001]与A向存在2°
至20°夹角；
于所述待处理的碳化硅籽晶的碳面()上方布置一金属氧化物圆片，所述金属氧化
物圆片的下表面与所述待处理的碳化硅籽晶的上表面之间具有250μm至1000μm的间隙；
使用一刻蚀气体通过所述间隙，以刻蚀所述待处理的碳化硅籽晶的碳面()，而形
成预设槽沟图形。


2.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法，其特征在于，所述待
处理的碳化硅籽晶的厚度为300μm至2000μm，和/或所述碳面()的平面度小于等于12μ
m。


3.根据权利要求1或2所述的碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法，其特征在于，所述金属氧化物圆片与所述待处理的碳化硅籽晶具有相同的直径和/或平面度。


4.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法，其特征在于，所述刻蚀的压力为0.5Pa至50Pa，和/或所述刻蚀气体的流量为10sccm至200sccm。


5.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法，其特征在于，所述刻蚀过程中所述金属氧化物圆片与所述待处理的碳化硅籽晶的温差为0.5℃至1.5℃。


6.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶生长表面的图形化处理方法，其特征在于，所述预
设槽沟图形为A面()与碳面()形成的楔形槽沟，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛卫明，马远，潘尧波，
申请(专利权)人：中电化合物半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33