碳化硅化学气相沉积外延方法和碳化硅外延片技术

本发明专利技术涉及一种碳化硅化学气相沉积外延方法和碳化硅外延片

【技术实现步骤摘要】
碳化硅化学气相沉积外延方法和碳化硅外延片


[0001]本专利技术涉及半导体加工领域，特别是涉及一种碳化硅化学气相沉积外延方法和碳化硅外延片
。

技术介绍

[0002]碳化硅（
SiC
）是一种具有优异性能的半导体材料，广泛应用于电子器件和光电子器件等领域
。
传统的碳化硅化学气相沉积（
CVD
）外延方法使用硅基和碳基化合物分开进行反应，其中硅源通常使用三氯化硅（
TCS
）或硅烷等气体，而碳源通常使用甲烷或硅烷
。
然而，传统的碳化硅化学气相沉积外延方法在控制碳硅比和反应速率方面存在一定的挑战
。
[0003]为了解决传统碳化硅化学气相沉积外延中碳硅比和反应速率的控制问题，现有技术中已经提出了一些解决方案
。
其中一种方案是使用硅基和碳基化合物分开进行反应，通过精确控制两种化合物的比例来实现所需的碳硅比
。
另一种方案是改变反应条件，如温度
、
压力等，来调节反应速率和生长速率
。
[0004]然而，传统碳化硅化学气相沉积外延方法中存在一些问题或限制
。
首先，使用硅基和碳基化合物分开进行反应的方法在气体流量精度和碳硅比控制方面要求较高，因为两种化合物需要在准确的比例下进行混合，这增加了设备和操作的复杂性
。
其次，传统方法中的反应速率和生长速率较低，导致效率不高
。
[0005]因此，针对传统碳化硅化学气相沉积外延中的碳硅比和反应速率的控制问题，需要一种新的解决方案
。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对如何实现碳化硅化学气相沉积外延中的碳硅比和反应速率的控制的问题，提供一种碳化硅化学气相沉积外延方法和碳化硅外延片
。
[0007]一种碳化硅化学气相沉积外延方法，包括如下步骤：提供前驱体和载气，所述前驱体包括生长气源，所述生长气源为甲基三氯硅烷
、
甲基二氯硅烷
、
甲基氯硅烷或者甲基硅烷；将所述生长气源和所述载气注入气体混合装置中，调节所述气体混合装置的温度，以使所述生长气源在相应温度下可被所述载气带出所述气体混合装置；以及根据预设的碳硅比调节所述生长气源的浓度，之后由所述载气带出的所述生长气源在非冷凝状态下通入碳化硅化学气相沉积外延设备的反应腔室，进行碳化硅外延层的生长
。
[0008]本专利技术技术方案的碳化硅化学气相沉积外延方法，生长气源同时提供碳源和硅源，通过生长气源的选择和对气体混合装置的温度调节，能够精确控制不同生长气源的温度和浓度，能够实现碳化硅化学气相沉积外延中的碳硅比和反应速率的精确控制，使反应过程更稳定和可控，同时提高了碳化硅化学气相沉积外延方法的效率
。
[0009]在一个可行的实现方式中，根据预设的碳硅比调节所述生长气源的浓度的操作
为：根据预设的碳硅比调节所述气体混合装置的温度，用以调节对应的所述生长气源的饱和蒸气压，以调节所述生长气源的浓度
。
[0010]在一个可行的实现方式中，根据预设的碳硅比调节所述生长气源的浓度的操作中，所述生长气源为甲基三氯硅烷，所述气体混合装置的温度为
20℃~25℃
；或者所述生长气源为甲基二氯硅烷，所述气体混合装置的温度为
15℃~25℃
；或者所述生长气源为甲基氯硅烷，所述气体混合装置的温度为
10℃~25℃
；或者所述生长气源为甲基硅烷，所述气体混合装置的温度为
0℃~8℃。
[0011]在一个可行的实现方式中，由所述载气带出的所述生长气源在非冷凝状态下通入碳化硅化学气相沉积外延设备的反应腔室的操作中，通过对所述生长气源进行加热处理，以使所述生长气源维持非冷凝状态；所述生长气源为甲基三氯硅烷，所述加热处理的温度为
66℃~70℃
；或者所述生长气源为甲基二氯硅烷，所述加热处理的温度为
50℃~60℃
；或者所述生长气源为甲基氯硅烷，所述加热处理的温度为
30℃~50℃。
[0012]在一个可行的实现方式中，由所述载气带出的所述生长气源在非冷凝状态下通入碳化硅化学气相沉积外延设备的反应腔室的操作为：由所述载气带出的所述生长气源由压力控制器依次通过加热盘管和保温带通入碳化硅化学气相沉积外延设备的反应腔室
。
[0013]在一个可行的实现方式中，所述前驱体还包括氯化氢，所述氯化氢通过进气管道通入所述反应腔室，所述进气管道位于所述压力控制器远离所述气体混合装置的一侧
。
[0014]在一个可行的实现方式中，所述气体混合装置为鼓泡器
。
[0015]在一个可行的实现方式中，所述载气的流量为
0.1SLM~2SLM。
[0016]在一个可行的实现方式中，所述载气为氢气
。
[0017]一种碳化硅外延片，所述碳化硅外延片包括衬底和位于所述衬底上的外延层，所述外延层通过上述任一的碳化硅化学气相沉积外延方法制备得到
。
[0018]本专利技术技术方案的碳化硅外延片中的外延层通过上述碳化硅化学气相沉积外延方法制备得到，碳化硅化学气相沉积外延方法中，生长气源同时提供碳源和硅源，通过生长气源的选择和对气体混合装置的温度调节，能够精确控制不同生长气源的温度和浓度，能够实现碳化硅化学气相沉积外延中的碳硅比和反应速率的精确控制，使反应过程更稳定和可控，同时提高了碳化硅化学气相沉积外延方法的效率
。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一实施方式的碳化硅化学气相沉积外延方法的流程图；图2为一实施方式的碳化硅化学气相沉积外延设备的示意图
。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的上述目的
、
特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明
。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术
。
但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制
。
[0021]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件
。
当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接
到另一个元件或者可能同时存在居中元件
。
本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的
。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同
。
本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种碳化硅化学气相沉积外延方法，其特征在于，包括如下步骤：提供前驱体和载气，所述前驱体包括生长气源，所述生长气源为甲基三氯硅烷
、
甲基二氯硅烷
、
甲基氯硅烷或者甲基硅烷；将所述生长气源和所述载气注入气体混合装置中，调节所述气体混合装置的温度，以使所述生长气源在相应温度下可被所述载气带出所述气体混合装置；以及根据预设的碳硅比调节所述生长气源的浓度，之后由所述载气带出的所述生长气源在非冷凝状态下通入碳化硅化学气相沉积外延设备的反应腔室，进行碳化硅外延层的生长
。2.
根据权利要求1所述的碳化硅化学气相沉积外延方法，其特征在于，根据预设的碳硅比调节所述生长气源的浓度的操作为：根据预设的碳硅比调节所述气体混合装置的温度，用以调节对应的所述生长气源的饱和蒸气压，以调节所述生长气源的浓度
。3.
根据权利要求1所述的碳化硅化学气相沉积外延方法，其特征在于，根据预设的碳硅比调节所述生长气源的浓度的操作中，所述生长气源为甲基三氯硅烷，所述气体混合装置的温度为
20℃~25℃
；或者所述生长气源为甲基二氯硅烷，所述气体混合装置的温度为
15℃~25℃
；或者所述生长气源为甲基氯硅烷，所述气体混合装置的温度为
10℃~25℃
；或者所述生长气源为甲基硅烷，所述气体混合装置的温度为
0℃~8℃。4.
根据权利要求1所述的碳化硅化学气相沉积外延方法，其特征在于，由所述载气带出的所述生长气源在非冷凝状态下通入碳化硅化学气相沉积外延设备的反应腔室的操作中，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕立平，
申请(专利权)人：希科半导体科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：