在单晶硅或多晶硅上制备碳化硅复合涂层的化学气相沉积方法技术

本发明专利技术属于涂层制备领域，具体涉及到一种在单晶硅或多晶硅上制备碳化硅复合涂层的化学气相沉积方法。采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)系统，选择液体原料六甲基二硅烷(HMDS)或六甲基二硅氧烷(HMDSO)、H2和Ar气体体系，工作压强为10～1000Pa，温度为900～1350℃。沉积涂层之前，先对单晶硅或多晶硅基体进行预处理，形成一层多孔硅层，之后在多孔硅层上沉积涂层，复合涂层由Si基体开始依次为多孔硅层、缓冲层、SiOC层和纯SiC层。采用本发明专利技术方法沉积的碳化硅复合涂层具有结构致密、无明显裂纹和与基体结合良好等特点。本发明专利技术设计的复合涂层巧妙地协调了SiC涂层与Si基体的应力匹配问题，采用本方法制备出的复合涂层厚度可超过1.5mm。过1.5mm。

【技术实现步骤摘要】
在单晶硅或多晶硅上制备碳化硅复合涂层的化学气相沉积方法


[0001]本专利技术属于涂层制备
，具体涉及一种在单晶硅或多晶硅上制备碳化硅复合涂层的化学气相沉积方法。

技术介绍

[0002]干法刻蚀是芯片制造的主要技术路径，常用的刻蚀气体包括SF6、CF4、C4F8和O2等。刻蚀过程中，含氟气体的主要作用为通过电离得到氟离子，氟离子与碳化硅衬底中的硅原子发生化学反应，生成SiF4气体并实现对硅原子的刻蚀。目前，由于硅晶圆的载物台也多为硅材料，因此为了提高载物台的使用寿命需要对这部分硅材料进行有效防护。
[0003]碳化硅材料禁带宽度大，击穿电场强度高，惰性高，热导率高，载流子饱和速度快，是用于上述防护领域的一种理想涂层材料。化学气相沉积法制备碳化硅涂层有其他方法无法比拟的特性，如：高致密度、高热导率、高的弹性模量以及优异的抛光性能，但是制备较厚的碳化硅涂层存在很大的难度。
[0004]在硅基底上生长碳化硅会产生很大的应力，硅和碳化硅的晶格常数不同，硅的晶格常数为碳化硅的晶格常数为晶格失配率达19.7％。另外，硅和碳化硅热膨胀系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在单晶硅或多晶硅上制备碳化硅复合涂层的化学气相沉积方法，其特征在于，采用HMDSO/HMDS
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H2‑
Ar体系，在硅基体上依次制备出多孔硅层、SiOC缓冲层、SiOC层和纯SiC层的复合涂层；该方法包括以下步骤：(1)在硅基体上制备多孔硅层，通入H2和Ar，H2的流量为100～1000sccm，Ar的流量为1000～6000sccm，刻蚀温度区间为900～1350℃，工作压强为10～1000Pa，刻蚀时间为5min～1h；(2)在多孔硅层上沉积SiOC缓冲层，HMDSO液体流量为0.3～1g/min，H2的流量为100～1000sccm，Ar流量为1000～6000sccm，沉积温度为1025～1150℃，工作压强为100～1000Pa，沉积时间为0.5～1h；(3)在SiOC缓冲层上沉积SiOC层，HMDSO液体流量为0.3～2g/min，H2的流量为100～1000sccm，Ar流量为1000～6000sccm，沉积温度选择900～1350℃，工作压强为10～1000Pa，沉积时间为1～100h；(4)在SiOC层上沉积纯SiC涂层，HMDS液体流量为0.3～2g/min，H2的流量为100～1000sccm，Ar流量为1000～6000sccm，沉积温度选择900～1350℃，工作压强为10～1000Pa，沉积时间为3～300h。2.按照权利要求1所述的在单晶硅或多晶硅上制备碳化硅复合涂层的化学气相沉积方法，其特征在于，HMDSO/HMDS
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H2‑
Ar体系中，每种成分的纯度均为99％以上。3.按照权利要求1所述的在单晶硅或多晶硅上制备碳化硅复合涂层的化学气相沉积方法，其特征在于，液体原料HMDSO和HMDS气化后，由Ar带入反应腔体。4.按照权利要求1所述的在单晶硅或多晶硅上制备碳化硅复合涂层的化学气相沉积方法，其特征在于，步骤(1)中，优选的，H2的流量为200～800sccm，A...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐明强，刘厚盛，崔新宇，王吉强，沈艳芳，熊天英，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：