一种碳化硅外延设备的校温方法技术

本发明专利技术提供一种碳化硅外延设备的校温方法，该方法包括：将反应腔升温至目标温度，并在碳化硅外延片表面进行碳化硅同质外延掺杂生长，获得碳化硅校温片；基于碳化硅校温片的掺杂浓度与碳化硅同质外延掺杂生长温度的对应关系，校准红外测温装置的测量温度

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅外延设备的校温方法


[0001]本专利技术涉及碳化硅外延
，尤其涉及一种碳化硅外延设备的校温方法
。

技术介绍

[0002]碳化硅外延过程需要在低压环境的密闭石英腔体中进行
。
因此碳化硅外延设备通常采用非接触的红外测温技术监测和控制工艺温度
。
红外测温技术主要基于黑体辐射，即同一物体在不同温度下红外辐射的强度
、
波长不同
。
实际应用中通过采集监测点（通常为石墨）的红外辐射强度，推算出被测点的表面温度
。
红外测温技术存在诸多不足，导致红外测温获得的温度与物体真实温度有一定的偏差，因此需要校正测量温度
。
[0003]目前在使用的校温方法包括：方法1，利用硅的熔点校准温度
。
例如，在碳化硅外延设备中放置一小块硅，将外延设备的温度升高到硅的熔点（
1400℃
）左右，通过观察硅的融化情况对设备测温进行校准，该方法简单易实行
。
但缺点是仅能校准的单温度点
。
且硅的熔点较低，距离碳化硅外延工艺温度范围（
1500℃
‑
1700℃
）有较大的差距，不能准确校准碳化硅外延工艺温度范围
。
方法2，采用硅片表面注入磷原子作为校温片，通过外延退火温度对磷原子扩散的影响对设备测温进行校准
。
该方法一方面校温温度受硅片熔点的限制
、
校温温度低，另一方面磷原子在碳化硅中扩散速度较低，对温度变化敏感性低，校温误差较大
。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种碳化硅外延设备的校温方法，以解决现有基于硅片的校温方法校温温度较低
、
校温误差大的问题
。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种碳化硅外延设备的校温，碳化硅外延设备基于红外测温装置控制其反应腔内部的温度，所述方法包括：将所述反应腔升温至目标温度，并在碳化硅外延片表面进行碳化硅同质外延掺杂生长，获得碳化硅校温片
。
基于所述碳化硅校温片的掺杂浓度与碳化硅同质外延掺杂生长温度的对应关系，校准所述红外测温装置的测量温度
。
[0006]在一种可能的实现方式中，所述基于所述碳化硅校温片的掺杂浓度与碳化硅同质外延掺杂生长温度的对应关系，校准所述红外测温装置的测量温度包括：在所述碳化硅校温片表面制备欧姆接触电极，并测量所述碳化硅校温片的方阻，其中，所述碳化硅校温片的方阻用于表示对应的掺杂浓度
。
基于所述碳化硅校温片的方阻与碳化硅同质外延掺杂生长温度的对应关系，获得反应腔升温后的实际温度
。
基于所述实际温度，校准所述红外测温装置的测量温度
。
[0007]在一种可能的实现方式中，将所述反应腔升温至目标温度，并在碳化硅外延片表面进行碳化硅同质外延掺杂生长，获得碳化硅校温片包括：以恒定升温速率将所述反应腔升温至目标温度
。
在所述目标温度下，向反应腔内通入碳源
、
硅源以及掺杂源，在碳化硅外延片表面进行指定时长的碳化硅同质外延外延掺杂生长
。
对生长后的碳化硅外延片进行降温，获得碳化硅校温片
。
[0008]在一种可能的实现方式中，所述对生长后的碳化硅外延片进行降温，获得碳化硅校温片包括：向反应腔内通入硅源，对生长后的碳化硅外延片进行降温，获得碳化硅校温片
。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述掺杂源包括氮源或铝源
。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述目标温度大于
1400℃。
[0011]在一种可能的实现方式中，在所述碳化硅校温片表面制备欧姆接触电极，并测量所述碳化硅校温片的方阻包括：基于光刻工艺
、
蒸镀工艺，在碳化硅校温片表面制备电极
。
对所述碳化硅校温片进行退火，形成欧姆接触
。
测量退火后的所述碳化硅校温片的方阻
。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述电极的材料包括镍或铝
。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述退火的温度范围为
800
至
950℃
，退火的压强
<10
‑5Torr
，退火的时间范围为1至5分钟
。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述碳化硅校温片的方阻与碳化硅同质外延掺杂生长温度成反比
。
[0015]本专利技术实施例提供一种碳化硅外延设备的校温方法，碳化硅外延设备基于红外测温装置控制其反应腔内部的温度，该方法包括：将反应腔升温至目标温度，并在碳化硅外延片表面进行碳化硅同质外延掺杂生长，获得碳化硅校温片
。
基于所述碳化硅校温片的掺杂浓度与碳化硅同质外延掺杂生长温度的对应关系，校准红外测温装置的测量温度
。
本专利技术通过在碳化硅外延设备反应腔内，在碳化硅外延片表面进行同质外延掺杂生长，可基于生长温度对掺杂浓度的影响
、
掺杂浓度与生长温度的关系，获得反应腔的实际生长温度，进而实现对红外测温装置的校温
。
采用碳化硅外延片校温，外延温度可升高至碳化硅外延工艺温度范围，提高了校温温度
。
基于掺杂浓度与掺杂生长温度的关系，避免采用磷原子扩散方式，灵敏度高，提升了校温精度
。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0017]图1是本专利技术实施例提供的碳化硅外延设备的校温方法应用场景图；图2是本专利技术实施例提供的碳化硅外延设备的校温方法实现流程图；图3是本专利技术实施例提供的步骤
202
中校准方法实现流程图；图4是本专利技术实施例提供的方块电阻测量电极分布示意图；图5是本专利技术实施例提供的碳化硅方阻与温度的对应关系示意图
。
具体实施方式
[0018]为了使本
的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例
。
基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围 。
[0019]本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含，并不仅限于文中列举的示例
。
此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种碳化硅外延设备的校温方法，其特征在于，碳化硅外延设备基于红外测温装置控制其反应腔内部的温度，所述方法包括：将所述反应腔升温至目标温度，并在碳化硅外延片表面进行碳化硅同质外延掺杂生长，获得碳化硅校温片；基于所述碳化硅校温片的掺杂浓度与碳化硅同质外延掺杂生长温度的对应关系，校准所述红外测温装置的测量温度
。2.
如权利要求1所述的碳化硅外延设备的校温方法，其特征在于，所述基于所述碳化硅校温片的掺杂浓度与碳化硅同质外延掺杂生长温度的对应关系，校准所述红外测温装置的测量温度包括：在所述碳化硅校温片表面制备欧姆接触电极，并测量所述碳化硅校温片的方阻，其中，所述碳化硅校温片的方阻用于表示对应的掺杂浓度；基于所述碳化硅校温片的方阻与碳化硅同质外延掺杂生长温度的对应关系，获得反应腔升温后的实际温度；基于所述实际温度，校准所述红外测温装置的测量温度
。3.
如权利要求1所述的碳化硅外延设备的校温方法，其特征在于，将所述反应腔升温至目标温度，并在碳化硅外延片表面进行碳化硅同质外延掺杂生长，获得碳化硅校温片包括：以恒定升温速率将所述反应腔升温至目标温度；在所述目标温度下，向反应腔内通入碳源
、
硅源以及掺杂源，在碳化硅外延片表面进行指定时长的碳化硅同质外延外延掺杂生长；对生长后的碳化硅外延片进行降温，获得碳化硅校温片
。4.
如权利要求3所述的碳化硅外延设备的校温方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永强，薛宏伟，赵丽霞，袁肇耿，吴会旺，高勇，杨龙，
申请(专利权)人：河北普兴电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：